[發明專利]一種模擬船艙結構破艙進水的實驗裝置及方法

有效

• 申請號: 202111121239.0
• 申請日: 2021-09-24
• 公開（公告）號: CN113799941B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 張阿漫;隋宇彤;明付仁;李帥;張曉龍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: B63B71/20
• 分類號: B63B71/20
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 王海婷

1.一種模擬船艙結構破艙進水的實驗裝置，其特征為：包括船模(1)、透明水池(10)、水池支架(2)、高速攝像機(12)、重物(9)、三個小支架(4)、四個船模定滑輪(3)、兩個重物定滑輪(11)、兩根船模固定線(5)、重物固定線(7)和重物牽引線(6)，所述的船模(1)側面設有破口，所述破口通過隔水層(8)密封，所述的水池支架(2)設置在透明水池(10)的上端面，所述的船模(1)設置在透明水池(10)內，所述的高速攝像機(12)設置在透明水池(10)外，所述的高速攝像機(12)記錄船模進水過程，所述的重物(9)設置在透明水池(10)外；

所述的水池支架(2)包括兩個橫梁(2-1)和五個縱梁(2-2)，兩個橫梁(2-1)和其中兩個縱梁圍成框型結構并安裝在透明水池(10)的上端面上，另三個縱梁的兩端分別與兩個橫梁固定，在相鄰的兩個縱梁的上表面平行安裝三個小支架(4)，下表面安裝四個船模定滑輪(3)，在另一個縱梁的上表面和與另一個縱梁臨近的作為框型結構的縱梁的上表面分別安裝一個重物定滑輪(11)；每個小支架(4)的中部設有一個U型架；

在船模(1)的前端部和后端部分別纏繞一根船模固定線(5)，兩根船模固定線分別繞過相對應位置的船模定滑輪后繞過各自側的小支架上的U型架，最終兩根船模固定線(5)在位于中間的小支架上的U型架處交匯連接，所述的重物(9)通過重物牽引線(6)依次繞過兩個重物定滑輪(11)后與隔水層(8)固定連接，重物固定線(7)的一端與重物牽引線(6)連接，另一端與兩根船模固定線的連接處連接；

初始時，所述船模(1)有吃水，且兩根船模固定線(5)吊裝船模(1)位于透明水池(10)內自由水面的中心處。

2.根據權利要求1所述的一種模擬船艙結構破艙進水的實驗裝置，其特征為：四個船模定滑輪(3)的安裝位置與布局與船模(1)的長度及寬度相適應。

3.根據權利要求1所述的一種模擬船艙結構破艙進水的實驗裝置，其特征為：透明水池(10)內水面高度為透明水池(10)高度的3/4。

4.根據權利要求1所述的一種模擬船艙結構破艙進水的實驗裝置，其特征為：所述船模固定線(5)設置在船模(1)的外側。

5.根據權利要求1所述的一種模擬船艙結構破艙進水的實驗裝置，其特征為：所述高速攝像機(12)位于船模(1)開有破口的一側。

6.根據權利要求1所述的一種模擬船艙結構破艙進水的實驗裝置，其特征為：所述隔水層(8)粘貼在船模(1)的破口處，所述隔水層(8)帶有塑料保護膜。

7.根據權利要求1所述的一種模擬船艙結構破艙進水的實驗裝置，其特征為：所述實驗裝置通過改變另外三個縱梁之間的距離對不同主尺度的船模進行實驗。

8.根據權利要求1所述的一種模擬船艙結構破艙進水的實驗裝置，其特征為：所述船模固定線(5)、重物牽引線(6)和重物固定線(7)均為透明塑料質地線。

9.根據權利要求1所述的一種模擬船艙結構破艙進水的實驗裝置，其特征為：所述透明水池(10)由有機玻璃制作。

10.根據權利要求1-9中任一項所述的一種模擬船艙結構破艙進水的實驗裝置的實驗方法，其特征為：具體包括以下步驟：

首先，在船模(1)的前端部繞一根船模固定線，將船模固定線兩端同時向上拉，兩端分別繞過位于前側的兩個船模定滑輪后船模固定線的兩端交匯于對應位置的小支架的U型槽架處，繼續朝向位于中間的小支架的U型架處拉；

其次，在船模(1)的后端部繞一根船模固定線，將船模固定線兩端同時向上拉，兩端分別繞過位于后側的兩個船模定滑輪后船模固定線的兩端交匯于對應位置的小支架的U型槽架處，繼續朝向位于中間的小支架的U型架處拉，然后使得兩根船模固定線在位于中間的小支架的U型架處打結連接；

然后，在船模(1)的破口處貼上隔水層(8)，將重物牽引線(6)的一端與隔水層(8)連接，另一端依次繞過兩個重物定滑輪(11)后與重物(9)連接，再將重物固定線(7)的一端與重物牽引線(6)連接，另一端與兩根船模固定線在中間的小支架的U型架處打結連接處連接，此時船模固定線(5)與重物固定線(7)系于同一節點U型架；

最后，切斷系于同一節點U型架處的船模固定線(5)和重物固定線(7)，船模(1)釋放，在重物(9)自重作用下，重物(9)下降拉走隔水層(8)，使得船模(1)破口外露，船模(1)開始進水下沉，此時高速攝像機拍攝船模進水下沉過程。