一种船舶连接桥测力模型及其测力、加工方法技术

本发明专利技术属于船舶模型实验领域，公开了一种船舶连接桥测力模型及其测力、加工方法，船舶连接桥测力模型包括：船体模型，以及设置在船体模型上的横摇测力装置；所述横摇测力装置纵向布置在船体模型上，船体模型为双体船或三体船；双体船包含两个片体结构，两个片体结构之间通过前后两个金属连接桥连接；三体船包含主船体和两个片体结构，两个片体结构分别通过前后两个金属连接桥连接在主船体的两侧；该测力模型能够获得片体出入水砰击过程中连接桥的载荷。

A force measuring model of ship connecting bridge and its force measuring and processing method

【技术实现步骤摘要】
一种船舶连接桥测力模型及其测力、加工方法
本专利技术属于船舶模型试验领域，尤其涉及一种船舶连接桥测力模型及其测力、加工方法。
技术介绍
双体船、三体船等多体船是一种特殊的水面高性能船舶，与单体船相比，它具有甲板面积大，操纵性好和稳定性好等优点。因此，近年来，各国先后发展了多型该种高性能船舶。但是这种船舶在结构方面最重要的一点是其连接桥的结构强度问题。要设计一艘性能优良，安全性高的多体船，其中最关键的是要正确地判断其连接桥较危险的工况，以及确定该工况下连接桥上的载荷。与连接桥强度有关的外力有两类：第一类是直接作用于连接桥的外力—波浪砰击；第二类是由于船舶横摇，片体受到波浪砰击力的作用，由片体传给连接桥的外力。因此，为了准确获得连接桥的载荷，在拖曳水池试验过程中必须使船舶发生较大的横摇运动，进而产生片体出入水的砰击载荷。而现有的推板式或摇摆式造波系统，模拟的波浪与实际海域中的大波陡的不规则波存在一定的差异，而且多数情况下由于造波机的能力有限，尤其当船舶模型缩尺比较小时，造波机模拟的波浪很难达到与实际海域(四级海况、五级海况)相对应的波高和频率，进而无法诱导片体产生出入水砰击运动。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种船舶连接桥测力模型及其测力、加工方法，能够获得片体出入水砰击过程中连接桥的载荷。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：技术方案一：一种船舶连接桥测力模型，船舶连接桥测力模型包括：船体模型，以及设置在船体模型上的横摇测力装置；记船体模型的船头船尾方向为横向，与船头船尾垂直的方向为纵向；所述横摇测力装置纵向布置在船体模型上；其中，所述船体模型为双体船或三体船；所述双体船包含两个片体结构，所述两个片体结构之间通过前后两个金属连接桥连接；所述三体船包含主船体和两个片体结构，所述两个片体结构分别通过前后两个金属连接桥连接在主船体的两侧。本专利技术技术方案一的特点和进一步的改进为：(1)所述船体模型包含船体金属框架、船体蒙皮以及船体内部的泡沫填充材料；所述船体蒙皮与所述船体金属框架胶粘在一起，所述船体金属框架与所述泡沫填充材料胶粘在一体。(2)在双体船中，两个片体的金属框架通过前后两个金属连接桥连接；在三体船中，两个片体的金属框架分别通过前后两个金属连接桥与主船体的金属框架连接。(3)在三体船中，所述主船体的下边缘设置有角铝。(4)所述金属连接桥上设置有多个减轻孔。(5)所述测力装置包括：伺服电机、丝杆、滑轨、重物箱、测力传感器；其中，所述滑轨纵向设置在船体模型的两个片体之间，所述伺服电机安装在滑轨的一端，所述丝杆设置在滑轨上，所述重物箱放置在滑轨上；所述测力传感器设置在金属连接桥上。(6)所述伺服电机通过外部控制器提供动力并输出控制信号，所述控制信号用于控制丝杆运动；所述丝杆带重物箱沿滑轨直线移动。技术方案二：一种船舶连接桥测力模型的测力方法，所述测力方法应用于如技术方案一所述的船舶连接桥测力模型中，所述测力方法包括：伺服电机接收外部控制器提供的动力信号，并根据所述动力信号进行转动；所述伺服电机带动丝杆转动和重物箱在滑轨上来回运动；船体模型受到重物箱的作用力在水池中横摇；在船体在水池中横摇的过程中，实时获取测力传感器输出的力值。技术方案三：一种船舶连接桥测力模型的加工方法，所述加工方法应用于如技术方案一所述的船舶连接桥测力模型中，所述加工方法用于加工三体船测力模型，所述方法包括：采用硬质泡沫材料制作主船体模型和两个片体模型；采用铝制金属材料制作主船体的金属框架和两个片体的金属框架；将所述主船体的金属框架安装在所述主船体模型的内部，将所述两个片体的金属框架分别安装在所述两个片体模型的内部；将主船体的金属框架与两个片体的金属框架分别焊接在一起；糊制主船体模型和两个片体模型的体外蒙皮；将所述体外蒙皮与所述主船体模型和所述两个片体模型粘结在一起。本专利技术技术方案三的特点和进一步的改进为：所述体外蒙皮为玻璃钢纤维；其中，在有金属框架的部位，所述体外蒙皮的厚度为3毫米；在没有金属框架的部位，所述体外蒙皮的厚度为1.2毫米。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本专利技术实施例提供的船舶连接桥测力模型及测力、加工方法得到的船舶模型外形美观，内部框架与连接桥刚度较好，强迫横摇装置操作简单，运动精度高。船模横摇幅值、周期易于调节，连接桥测力试验数据可靠。在具体的试验过程中，能够非常轻易地实现船舶的大横摇运动，清晰地观察到了两侧片体出入水产生的砰击载荷情况。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种含金属框架的泡沫船体结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种主船体与片体的金属框架主视图；图3为本专利技术实施例提供的一种主船体与片体的金属框架结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种强迫船体横摇测力装置的安装结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的船舶连接桥测力模型的加工方法流程示意图；图6为本专利技术实施例在仿真实验中得到的横摇历时曲线示意图；图中，1为主船体；2为片体；3为金属连接桥；4为金属框架；5为主船体框架；6为片体框架；7为铝板；8为底座；9为螺杆；10为减轻孔；11为角铝；12为伺服电机；13为丝杆；14为滑轨；15为重物箱；16为测力传感器；17为控制器。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。本专利技术针对当前双体船、三体船等连接桥结构强度校核问题，面对现有模型试验和数值计算不能准确提供片体出入水过程中的砰击载荷，为了满足双体船、三体船高性能、长寿命的发展，根据连接桥结构设计与强度校核的需求。提供了一种船舶连接桥测力模型及其测力、加工方法，用于获得片体出入水砰击过程中连接桥的载荷：充分利用当前较为成熟的船模制作技术、机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种船舶连接桥测力模型，其特征在于，所述船舶连接桥测力模型包括：船体模型，以及设置在船体模型上的横摇测力装置；/n记船体模型的船头船尾方向为横向，与船头船尾垂直的方向为纵向；所述横摇测力装置纵向布置在船体模型上；/n其中，所述船体模型为双体船或三体船；/n所述双体船包含两个片体结构，所述两个片体结构之间通过前后两个金属连接桥连接；/n所述三体船包含主船体和两个片体结构，所述两个片体结构分别通过前后两个金属连接桥连接在主船体的两侧。/n

【技术特征摘要】
1.一种船舶连接桥测力模型，其特征在于，所述船舶连接桥测力模型包括：船体模型，以及设置在船体模型上的横摇测力装置；
记船体模型的船头船尾方向为横向，与船头船尾垂直的方向为纵向；所述横摇测力装置纵向布置在船体模型上；
其中，所述船体模型为双体船或三体船；
所述双体船包含两个片体结构，所述两个片体结构之间通过前后两个金属连接桥连接；
所述三体船包含主船体和两个片体结构，所述两个片体结构分别通过前后两个金属连接桥连接在主船体的两侧。


2.根据权利要求1所述的一种船舶连接桥测力模型，其特征在于，所述船体模型包含船体金属框架、船体蒙皮以及船体内部的泡沫填充材料；
所述船体蒙皮与所述船体金属框架胶粘在一起，所述船体金属框架与所述泡沫填充材料胶粘在一体。


3.根据权利要求2所述的一种船舶连接桥测力模型，其特征在于，在双体船中，两个片体的金属框架通过前后两个金属连接桥连接；
在三体船中，两个片体的金属框架分别通过前后两个金属连接桥与主船体的金属框架连接。


4.根据权利要求3所述的一种船舶连接桥测力模型，其特征在于，在三体船中，所述主船体的下边缘设置有角铝。


5.根据权利要求1-4所述的一种船舶连接桥测力模型，其特征在于，所述金属连接桥上设置有多个减轻孔。


6.根据权利要求1所述的一种船舶连接桥测力模型，其特征在于，所述横摇测力装置包括：伺服电机、丝杆、滑轨、重物箱、测力传感器；
其中，所述滑轨纵向设置在船体模型的两个片体之间，所述伺服电机安装在滑轨的一端，所述丝杆设置在滑轨上，所述重物箱放置在滑轨上；所述测力传感器设置在金...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡奇，蒲锦华，李成华，张家旭，焦俊，刘晓峰，
申请(专利权)人：中国特种飞行器研究所，
类型：发明
国别省市：湖北;42