【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及极地破冰，尤其是一种大尺度破冰结构模型用上浮破冰模拟试验装置。
技术介绍
1、北极冰层作为天然屏障，可极大改善水下航行体的声隐身性能，但冰层的存在同时对水下航行体上浮时的结构安全性带来极大的挑战，因而上浮破冰作业能力是考核极区水下航行体生命力和战斗力的重要指标。
2、目前，对于极区可实现上浮破冰的水下航行体的研究尚处于起步阶段，由于大厚度冰板的制备、采集、转移难度相当之大，故研究方法主要包括数值仿真、小厚度冰板结合小尺度破冰结构刚体模型试验两种。数值仿真能够全过程模拟水下航行体上浮破冰时水下航行体破冰结构与冰板的相互作用，但计算结果的可靠性难以保证；小厚度冰板结合小尺度破冰结构刚体模型试验可以获得水下航行体破冰结构在上浮破冰过程中承受的冰阻力及冰板的失效模式，但无法获得水下航行体破冰结构的应变及变形响应数据，无法为水下航行体破冰结构的优化设计提供数据支撑。
技术实现思路
1、本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种大尺度破冰结构模型用上浮破冰模拟试验装置，通过设置加压机构，能够用于模拟水下航行体典型破冰结构在上浮破冰工况下的受力状态，采集典型破冰结构在分布式冰载荷作用下的应变响应数据和变形响应数据，获得典型破冰结构的极限承载能力破坏压力及破坏形态。
2、本专利技术所采用的技术方案如下：
3、一种大尺度破冰结构模型用上浮破冰模拟试验装置，包括基座平台，所述基座平台的顶部间隔固定有数个加压机构，通过所述加压机构向典型破冰结构施加压
4、单个加压机构的结构为：包括竖向放置的电液伺服加载作动器，所述电液伺服加载作动器的输出端与输入压头的工作端面连接，所述输入压头与杠杆横梁的一端转动安装，所述杠杆横梁的另一端与输出压头转动安装，所述输出压头的工作端面与分配梁的顶部端面固定，所述分配梁底部端面的两端分别配合安装有固定铰支座和滑移支座；
5、单个加压机构中，所述电液伺服加载作动器伸出，对输入压头施加载荷，通过杠杆横梁将输入压头所受载荷传递至输出压头，从而通过输出压头对分配梁施加载荷，进而驱动对应的固定铰支座和滑移支座对典型破冰结构施加载荷。
6、作为上述技术方案的进一步改进：
7、单个加压机构中，所述固定铰支座和滑移支座的底部均配合安装有数个垫板。
8、单个加压机构中，所述滑移支座通过销钉与分配梁可拆卸安装，通过调整滑移支座在分配梁上的安装位置，从而调整滑移支座与输出压头之间的水平距离，进而改变输出压头输出的载荷在滑移支座与固定铰支座之间的分配比例。
9、单个加压机构中，所述输入压头通过第一铰轴与杠杆横梁的对应端头转动安装，所述输出压头通过第二铰轴与杠杆横梁的对应端头转动安装。
10、单个加压机构中，所述杠杆横梁的中部配合安装有支承竖梁，所述支承竖梁支撑杠杆横梁。
11、单个加压机构中，所述支承竖梁通过第三铰轴与杠杆横梁转动安装。
12、单个加压机构中，所述输入压头的工作端面与输出压头的工作端面均呈平面状。
13、单个加压机构中，所述电液伺服加载作动器与基座平台之间、所述典型破冰结构与基座平台之间均通过数根螺栓配合安装。
14、单个加压机构中，所述电液伺服加载作动器的输入端与液压源连接。
15、还包括数个位移传感器和数个应变传感器，所述位移传感器用于测量典型破冰结构的位移，所述应变传感器用于测量典型破冰结构的应变。
16、本专利技术的有益效果如下：
17、本专利技术结构紧凑、合理，操作方便，通过设置加压机构，能够实现准静态冰载荷的等效加载，获得水下航行体的典型破冰结构在等效冰载荷下的应变响应、变形响应；通过与仿真结果对比，可验证数值仿真结果的可靠性、载荷等效方法的可行性。
18、本专利技术通过设置杠杆横梁，能够对电液伺服加载作动器的输出载荷进行放大，可以实现对典型破冰结构的整体压溃，获得其极限承载能力破坏压力及破坏形态；通过设置分配梁、固定铰支座和滑移支座，能够将有限数量输出压头的输出载荷进行分配，从而模拟等效冰载荷的区域差异性。
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1.一种大尺度破冰结构模型用上浮破冰模拟试验装置，其特征在于：包括基座平台(1)，所述基座平台(1)的顶部间隔固定有数个加压机构，通过所述加压机构向典型破冰结构(2)施加压力，从而模拟典型破冰结构(2)的上浮破冰工况；
2.如权利要求1所述的大尺度破冰结构模型用上浮破冰模拟试验装置，其特征在于：单个加压机构中，所述固定铰支座(12)和滑移支座(13)的底部均配合安装有数个垫板(15)。
3.如权利要求1所述的大尺度破冰结构模型用上浮破冰模拟试验装置，其特征在于：单个加压机构中，所述滑移支座(13)通过销钉与分配梁(11)可拆卸安装，通过调整滑移支座(13)在分配梁(11)上的安装位置，从而调整滑移支座(13)与输出压头(6)之间的水平距离，进而改变输出压头(6)输出的载荷在滑移支座(13)与固定铰支座(12)之间的分配比例。
4.如权利要求1所述的大尺度破冰结构模型用上浮破冰模拟试验装置，其特征在于：单个加压机构中，所述输入压头(5)通过第一铰轴(7)与杠杆横梁(9)的对应端头转动安装，所述输出压头(6)通过第二铰轴(8)与杠杆横梁(9)的对应
5.如权利要求1所述的大尺度破冰结构模型用上浮破冰模拟试验装置，其特征在于：单个加压机构中，所述杠杆横梁(9)的中部配合安装有支承竖梁(10)，所述支承竖梁(10)支撑杠杆横梁(9)。
6.如权利要求5所述的大尺度破冰结构模型用上浮破冰模拟试验装置，其特征在于：单个加压机构中，所述支承竖梁(10)通过第三铰轴(14)与杠杆横梁(9)转动安装。
7.如权利要求1所述的大尺度破冰结构模型用上浮破冰模拟试验装置，其特征在于：单个加压机构中，所述输入压头(5)的工作端面与输出压头(6)的工作端面均呈平面状。
8.如权利要求1所述的大尺度破冰结构模型用上浮破冰模拟试验装置，其特征在于：单个加压机构中，所述电液伺服加载作动器(3)与基座平台(1)之间、所述典型破冰结构(2)与基座平台(1)之间均通过数根螺栓(4)配合安装。
9.如权利要求1所述的大尺度破冰结构模型用上浮破冰模拟试验装置，其特征在于：单个加压机构中，所述电液伺服加载作动器(3)的输入端与液压源连接。
10.如权利要求1所述的大尺度破冰结构模型用上浮破冰模拟试验装置，其特征在于：还包括数个位移传感器和数个应变传感器，所述位移传感器用于测量典型破冰结构(2)的位移，所述应变传感器用于测量典型破冰结构(2)的应变。
...【技术特征摘要】
1.一种大尺度破冰结构模型用上浮破冰模拟试验装置，其特征在于：包括基座平台(1)，所述基座平台(1)的顶部间隔固定有数个加压机构，通过所述加压机构向典型破冰结构(2)施加压力，从而模拟典型破冰结构(2)的上浮破冰工况；
2.如权利要求1所述的大尺度破冰结构模型用上浮破冰模拟试验装置，其特征在于：单个加压机构中，所述固定铰支座(12)和滑移支座(13)的底部均配合安装有数个垫板(15)。
3.如权利要求1所述的大尺度破冰结构模型用上浮破冰模拟试验装置，其特征在于：单个加压机构中，所述滑移支座(13)通过销钉与分配梁(11)可拆卸安装，通过调整滑移支座(13)在分配梁(11)上的安装位置，从而调整滑移支座(13)与输出压头(6)之间的水平距离，进而改变输出压头(6)输出的载荷在滑移支座(13)与固定铰支座(12)之间的分配比例。
4.如权利要求1所述的大尺度破冰结构模型用上浮破冰模拟试验装置，其特征在于：单个加压机构中，所述输入压头(5)通过第一铰轴(7)与杠杆横梁(9)的对应端头转动安装，所述输出压头(6)通过第二铰轴(8)与杠杆横梁(9)的对应端头转动安装。
5.如权利要求1所述的大尺度破冰结构模型用上浮破冰模拟试验...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢晓忠，高原，黄如旭，董海波，胡嘉骏，陈小平，李艳青，黄进浩，陈鹏，王雷，
申请(专利权)人：中国船舶科学研究中心，
类型：发明
国别省市：
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