一種適用於不對稱海洋平臺模型的試驗裝置及實驗方法與流程

2023-06-01 21:10:06

本發明涉及海洋平臺實驗裝置技術領域，尤其涉及一種適用於不對稱海洋平臺模型的試驗裝置及實驗方法。

背景技術：

海洋工程模型試驗是海洋工程領域的一種重要研究方法。它對準確預報海洋結構物的水動力性能，設計具有良好性能的海洋結構物，有著重要意義。

在海洋工程模型試驗中，第一道程序是將模型系統的某些屬性調節成跟實物成一定比例。調節模型各種物理屬性的過程比較繁瑣低效同時缺乏精度。

技術實現要素：

本發明主要是解決現有技術中所存在的技術問題，本發明提供一種調節簡單方便且精度高的適用於不對稱海洋平臺模型的試驗裝置及實驗方法。

本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：

本發明提供一種適用於不對稱海洋平臺模型的試驗裝置，包括外部的連接裝置，其還包括：

第一至第三連接板，所述第一連接板和第二連接板之間設有伸縮機構，所述第二連接板和第三連接板之間設有旋轉機構，所述第一連接板還與所述連接裝置固定連接，所述第三連接板與海洋平臺模型相連接，其中，所述伸縮機構用於驅動所述第一連接板和第二連接板之間相互靠近或遠離；所述旋轉機構用於驅動所述第二連接板和第三連接板相對旋轉；

所述第三連接板上對稱的開設有多個位置調節滑槽，所述海洋平臺模型通過緊固螺母穿過所述位置調節滑槽與所述第三連接板相連接，且所述緊固螺母和所述第三連接板之間還設有壓力傳感器。

進一步地，所述伸縮機構包括對稱分布在所述第一連接板下表面的多個伸縮支柱，所述伸縮支柱的兩端分別與所述第一連接板和第二連接板焊接固定。

進一步地，所述旋轉機構包括轉臺和搖杆，所述搖杆的一端與所述轉臺相連接，其另一端伸出至所述第二連接板或/和第三連接板的外部。

進一步地，所述位置調節滑槽從所述第三連接板的邊角處向中心處延伸，且所述位置調節滑槽的內部還設有刻度線。

進一步地，所述位置調節滑槽包括兩條相互平行的直線槽，每個所述直線槽內間隔的穿設有兩個所述緊固螺母，且所述刻度線設置在兩條相互平行的所述直線槽之間。

進一步地，所述壓力傳感器為三分力傳感器。

進一步地，所述第一連接板還通過多個固定鉗與所述連接裝置固定連接。

本發明還提供一種適用於不對稱海洋平臺模型的試驗方法，其包括以下步驟：

S1、調節海洋平臺模型在位置調節滑槽中的位置，並通過緊固螺母進行緊固；

S2、調節海洋平臺模型與連接裝置的相對角度；

S3、通過伸縮機構調整所述海洋平臺模型的吃水深度；

S4、計算海洋平臺模型的受力情況；

S5、重複步驟S1-S4。

進一步地，所述步驟S4中，計算海洋平臺模型的受力情況包括通過壓力傳感器和刻度線獲取海洋平臺模型的力和力矩。

本發明的有益效果在於：通過伸縮機構驅動第一連接板和第二連接板之間相互靠近或遠離，調節海洋平臺模型的吃水深度；旋轉機構驅動第二連接板和第三連接板相對旋轉，調節海洋平臺模型與風、浪、流的不同相對方向；最終通過壓力傳感器測得力的大小，計算力和力矩跟試驗需求進行對比，並可以不斷調節壓力傳感器和海洋平臺模型在位置調節滑槽中的位置，直至調節到滿足試驗需求的力和力矩，從而完成模型系統的準備工作，本發明不僅調節簡單方便而且調節精度高。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明的適用於不對稱海洋平臺模型的試驗裝置的結構示意圖；

圖2是本發明的適用於不對稱海洋平臺模型的試驗裝置的主視圖；

圖3是本發明的適用於不對稱海洋平臺模型的試驗裝置的位置調節滑槽的結構示意圖；

圖4是本發明的適用於不對稱海洋平臺模型的試驗方法的方法流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的優選實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點和特徵能更易於被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護範圍做出更為清楚明確的界定。

參閱圖1-2所示，本發明的適用於不對稱海洋平臺模型的試驗裝置，包括外部的連接裝置6，本實施例中，連接裝置6可以為拖車桁車底板，其還包括：

第一至第三連接板(1-3)，第一連接板1和第二連接板2之間設有伸縮機構4，第二連接板2和第三連接板3之間設有旋轉機構5，第一連接板1還與連接裝置6固定連接，第三連接板3與海洋平臺模型7相連接，其中，伸縮機構4用於驅動第一連接板2和第二連接板3之間相互靠近或遠離；旋轉機構5用於驅動第二連接板2和第三連接板3相對旋轉；

第三連接板3上對稱的開設有多個位置調節滑槽31，海洋平臺模型7通過緊固螺母8穿過位置調節滑槽31與第三連接板3相連接，且緊固螺母8和第三連接板3之間還設有壓力傳感器9。本實施例中，為了提高測量精度和準確度，壓力傳感器9為三分力傳感器。當然，也可以根據實際場合進行合理選擇。

本發明通過伸縮機構4驅動第一連接板1和第二連接板2之間相互靠近或遠離，調節海洋平臺模型7的吃水深度；旋轉機構5驅動第二連接板2和第三連接板3相對旋轉，調節海洋平臺模型7與風、浪、流的不同相對方向；最終通過壓力傳感器9測得力的大小，計算力和力矩跟試驗需求進行對比，並可以不斷調節壓力傳感器9和海洋平臺模型7在位置調節滑槽31中的位置，直至調節到滿足試驗需求的力和力矩，從而完成模型系統的準備工作，本發明避免了臨時搭建鋼架等繁重工作，避免了某些試驗工況難以獲得準確的系泊位置的情況，其不僅調節簡單方便而且調節精度高。

具體地，伸縮機構4包括對稱分布在第一連接板1下表面的多個伸縮支柱41，伸縮支柱41的兩端分別與第一連接板1和第二連接板2焊接固定。其中，伸縮支柱41可以為螺杆和螺紋套筒的配合組件或液壓缸等伸縮組件。

優選的，旋轉機構5包括轉臺51和搖杆52，搖杆52的一端與轉臺51相連接，旋轉搖杆52即可帶動轉臺51轉動，而為了方便操作，搖杆52的另一端伸出至第二連接板2或/和第三連接板3的外部。其中，轉臺51也可以採用自動化控制轉動，且為了具有最佳的調節效果，轉臺51的旋轉角度範圍優選為0-360°。

參閱圖3所示，位置調節滑槽31從第三連接板3的邊角處向中心處延伸，且位置調節滑槽31的內部還設有刻度線32。刻度線32可以度量海洋平臺模型7在位置調節滑槽31中的相對位置，從而方便了海洋平臺模型7所受力矩的計算。

較佳的，位置調節滑槽31包括兩條相互平行的直線槽33，每個直線槽33內間隔的穿設有兩個緊固螺母8，這樣可以增加海洋平臺模型7與第三連接板3連接的牢固度，提升結構的穩定性。而刻度線32設置在兩條相互平行的直線槽33之間，方便讀取度量數值。

本發明中，第一連接板1還通過多個固定鉗10與連接裝置6固定連接。可通過將固定鉗10扣合在第一連接板1和連接裝置6的側邊上，然後進行焊接固定，從而提高了連接的結構強度。

參閱圖4所示，本發明的一種適用於不對稱海洋平臺模型的試驗方法，其包括以下步驟：

S1、調節海洋平臺模型7在位置調節滑槽31中的位置，並通過緊固螺母8進行緊固；

S2、調節海洋平臺模型7與連接裝置6的相對角度；主要通過旋轉機構5進行調節；

S3、通過伸縮機構4調整海洋平臺模型7的吃水深度；

S4、計算海洋平臺模型7的受力情況；

S5、重複步驟S1-S4。直至調節到滿足試驗需求的力和力矩，從而完成模型系統的準備工作。

其中，步驟S4中，計算海洋平臺模型7的受力情況包括通過壓力傳感器9和刻度線32獲取海洋平臺模型7的力和力矩。本發明通過旋轉機構5、伸縮機構4、位置調節滑槽31和壓力傳感器9等多方面綜合配合，可以計算海洋平臺模型7任意時刻、任意位置的受力情況，從而為滿足實驗需求提供保障。

以上，僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何不經過創造性勞動想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應該以權利要求書所限定的保護範圍為準。