[發明專利]一種基于慣性力影響的承臺結構波浪力試驗測量系統

在審

• 申請號: 202310262189.0
• 申請日: 2023-03-17
• 公開（公告）號: CN116220120A
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 劉清君;王登婷;琚烈紅;黃哲;孫天霆;李巖汀;束仲祎;陳成;陳杰
• 申請（專利權）人: 水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 羅運紅

1.一種基于慣性力影響的承臺結構波浪力試驗測量系統，其特征在于，所述系統包括：單向拉壓力傳感器、位移計以及承臺結構測力模型；

在所述承臺結構測力模型的頂面、背浪面以及其中一個側面的中心位置各布置1個單向拉壓力傳感器和1個位移計，各所述單向拉壓力傳感器、各所述位移計的一端與所述承臺結構測力模型固定連接；

所述承臺結構測力模型的頂部通過頂面的單向拉壓力傳感器吊起，頂面的單向拉壓力傳感器的另一端與頂部的固定支架采用萬向球鉸接，所述承臺結構測力模型的底部與地面無接觸，背浪面的單向拉壓力傳感器的另一端與背浪面的固定支架采用萬向球鉸接，該側面的單向拉壓力傳感器的另一端與該側面的固定支架采用萬向球鉸接；

頂面的位移計的另一端與頂部的固定支架采用萬向球鉸接，背浪面的位移計的另一端與背浪面的固定支架采用萬向球鉸接，該側面的位移計的另一端與該側面的固定支架采用萬向球鉸接；

采集頂面、背浪面以及側面的單向拉壓力傳感器和位移計的變化歷時曲線，分析x、y和z方向的單向拉壓傳感器和位移計對所述承臺結構測力模型的作用力以及慣性力，獲得所述承臺結構測力模型沿x、y和z方向的作用力以及慣性力；

結合力的平衡原理，根據x、y和z方向的單向拉壓傳感器和位移計對所述承臺結構測力模型的作用力以及慣性力進行分析，獲得x、y和z方向上所述承臺結構測力模型所受的波浪力；

結合力的合成原理，根據x、y和z方向上所述承臺結構測力模型所受的波浪力進行分析，獲得所述承臺結構測力模型所受的總波浪力。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述承臺結構測力模型沿x、y和z方向的慣性力為：

x方向的慣性力：

y方向的慣性力：

z方向的慣性力：

其中，F_mx、F_my、F_mz分別為x、y、z方向的慣性力，s_x(t)、s_y(t)、s_z(t)分別為x、y、z方向的t時刻的位移，分別為x、y、z方向的t時刻的瞬時加速度，m為所述承臺結構測力模型的質量。

3.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述x、y和z方向上所述承臺結構測力模型所受的波浪力為：

x方向的波浪力：

y方向的波浪力：

z方向的波浪力：

其中，F_wx(t)、F_wy(t)、F_wz(t)分別為在t時刻x、y、z方向的波浪力，F_x(t)、F_y(t)、F_z(t)分別為x、y、z方向單向拉壓力傳感器在t時刻的力值。

4.根據權利要求3所述的系統，其特征在于，所述承臺結構測力模型所受的總波浪力為：

其中，F_w(t)為承臺結構測力模型所受的總波浪力，F_wx、F_wy、F_wz分別為x、y、z方向的波浪力。