專利名稱：船舶及海洋工程局部結(jié)構(gòu)的振動試驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及船舶及海洋工程的試驗裝置，特別與一種X/Y/Z三軸向船舶及海洋工程局部結(jié)構(gòu)的振動試驗裝置有關(guān)。
背景技術(shù)：
船舶及諸如鉆井平臺之類的海洋工程的局部結(jié)構(gòu)振動在海試實際狀況時，所產(chǎn)生的是X/Y/Z三個方向的復合振動，一般地，船舶及海洋工程的振動海試程序要求在一定時間內(nèi)實現(xiàn)數(shù)百個點的數(shù)據(jù)采集?，F(xiàn)有的結(jié)構(gòu)振動試驗的做法通常是采用三向加速度傳感器，三向加速度傳感器與作為被測對象的基板之間粘接；或者，采用單向加速度傳感器，單向加速度傳感器與被測對象的基板之間通過磁吸座磁吸附連接，如此，每一個采樣點需要按X/Y/Z三個軸向，進行三次測試/取樣?，F(xiàn)有做法存在以下不足a、對于粘接方式，由于使用粘接劑與基板粘接安裝，這樣一次試驗，就需要反復數(shù)百次地循環(huán)涂抹粘接劑-粘接-檢查確認粘接強度-數(shù)據(jù)采集-拆卸的過程，費時費力，工作效率較低，且容易出現(xiàn)因粘接不牢而導致試驗誤差的出現(xiàn)；b、對于磁吸附連接方式，僅能適用于基板為鋼結(jié)構(gòu)等金屬材料的場合，不能適用于船舶及海洋工程的生活區(qū)域等大量采用非金屬材料構(gòu)件的情形；c、無論是粘接方式還是磁吸附連接方式，都無法實現(xiàn)快速、可靠與方便的統(tǒng)籌兼顧，在規(guī)定時間、約定工作量的前提下，很難完成工作。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提出一種船舶及海洋工程局部結(jié)構(gòu)的振動試驗裝置，可快速、可靠與方便地實現(xiàn)局部結(jié)構(gòu)的振動試驗。本實用新型的實用新型人通過研究發(fā)現(xiàn)，通過設(shè)置一安裝座，對其結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，可以將加速度傳感器裝設(shè)到該安裝座上，并可將該安裝座連同裝設(shè)其上的加速度傳感器很方便地、以擺放的方式在被測試對象的大致水平的測試表面進行加速度傳感器的布設(shè)，從而大大提高布設(shè)效率；并且，通過對該安裝座連同裝設(shè)其上的加速度傳感器的材質(zhì)、形狀和幾何尺寸進行設(shè)計，可以很方便地使該安裝座連同裝設(shè)其上的加速度傳感器的固有頻率避開振動試驗的測試頻率范圍，從而提升試驗的可靠性。本實用新型針對上述技術(shù)問題而提出的技術(shù)方案包括，提出一種船舶及海洋工程局部結(jié)構(gòu)的振動試驗裝置，包括一安裝座，其具有一本體和設(shè)置在該本體下方的一足部，通過該足部可以將該振動試驗裝置立放在船舶及海洋工程局部結(jié)構(gòu)的測試表面；至少一加速度傳感器，可拆卸地裝設(shè)在該安裝座上的本體上；該振動試驗裝置的固有頻率是避開振動試驗的測試頻率范圍的。該本體具有分別垂直于X-Y-Z軸的三個安裝面，以對應(yīng)裝設(shè)該至少一加速度傳感器。在一個實施例中，加速度傳感器的數(shù)目為一，其裝設(shè)在該本體的垂直于Z軸的頂面。[0008]在另一個實施例中，加速度傳感器的數(shù)目為三，分別裝設(shè)在該本體的垂直于Z軸的頂面、垂直于Y軸的側(cè)面以及垂直于X軸的側(cè)面。該至少一加速度傳感器是粘接在該本體上；或者，該本體是金屬材質(zhì)的，該至少一加速度傳感器是磁性吸附在該本體上。該本體為立方體，該本體的三個安裝面分別設(shè)置有一螺紋孔以配合加速度傳感器的裝設(shè)。該振動試驗的測試頻率范圍為1-100HZ。該本體的質(zhì)量大致為IKg。該足部包括豎直地向下延伸的三條支腿，該些支腿是可調(diào)節(jié)高度的，每條支腿包括一基部；一配接部，由該基部向上延伸出，其為圓柱體，其上端為用以調(diào)節(jié)高度的螺紋段；以及一支撐部，由該基部向下延伸出，其為朝下的圓錐體。該船舶及海洋工程局部結(jié)構(gòu)的測試表面的水平傾斜角度不大于10度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的船舶及海洋工程局部結(jié)構(gòu)的振動試驗裝置，通過巧妙地設(shè)置一安裝座，將加速度傳感器安裝在其上，并使該安裝座能夠以擺放的形式裝設(shè)到測試點，可以大大提高加速度傳感器的裝設(shè)效率，能夠快速、可靠與方便地實現(xiàn)局部結(jié)構(gòu) 的振動試驗。

圖I是本實用新型的振動試驗裝置實施例一與被測對象的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型的振動試驗裝置實施例一中安裝座的本體的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實用新型的振動試驗裝置實施例一中安裝座的支腿的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實用新型的振動試驗裝置實施例二與被測對象的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本實用新型的振動試驗方法的流程示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，對本實用新型予以進一步地詳盡闡述。參見圖1，本實用新型的船舶及海洋工程局部結(jié)構(gòu)的振動試驗裝置實施例一大致包括一安裝座80，其具有一本體I和設(shè)置在該本體I下方的足部，通過該足部可以將該振動試驗裝置立放在船舶及海洋工程局部結(jié)構(gòu)的測試表面；一加速度傳感器40，可拆卸地裝設(shè)在該安裝座80上的本體I上；該振動試驗裝置的固有頻率是避開振動試驗的測試頻率范圍的。其中，該船舶及海洋工程局部結(jié)構(gòu)包括鋼結(jié)構(gòu)10和鋪設(shè)在該鋼結(jié)構(gòu)10上的地板20。該測試頻率范圍為1-lOOHz。該加速度傳感器40是粘接在該本體I上；或者，該本體I是金屬材質(zhì)的，該加速度傳感器40是磁性吸附在該本體I上。參見圖2，本實用新型的振動試驗裝置實施例一中安裝座80的本體I為立方體，該本體I具有垂直于X軸的安裝面11、垂直于Y軸的安裝面12以及垂直于Z軸的安裝面13。該加速度傳感器為三向加速度傳感器，其裝設(shè)在該本體I的垂直于Z軸的頂面13上。為了方便加速度傳感器40的可靠裝設(shè)，該本體I的三個安裝面11、12、13上分別設(shè)置有一螺紋孔111、121、131。在一個具體實施例中，該本體為鋼結(jié)構(gòu)，質(zhì)量大致為lKg，體積大致為50*50*50mm3。在其它具體實施例中，該本體也可以是其他形狀，比如長方體，又比如圓柱體。在需要較小的尺寸時，可以采用銅、鉛之類的比重較大的材質(zhì)，在允許較大的尺寸時，則可以采用鋁甚至非金屬材質(zhì)。參見圖3，本實用新型的振動試驗裝置實施例一中安裝座80足部包括三條支腿2，該些支腿2是可調(diào)節(jié)高度的，每條支腿2包括一基部21 配接部22，由該基部21向上延伸出，其為圓柱體，其上端221為用以調(diào)節(jié)高度的螺紋段；以及一支撐部23，由該基部21向下延伸出，其為朝下的圓錐體，錐頂231即為立足點。這種足部結(jié)構(gòu)，可以模擬人體腳部對地面的施力狀況。在通常情況下，也就是人體所能承受的環(huán)境里，振動頻率在l-SOHz，振動加速度在lOm/s2左右以內(nèi)，地板20的傾斜程度符合海試條件的要求時(通常情況下傾斜角度不大于10度)，依靠這三個錐頂231的接觸，振動試驗裝置能夠牢靠地附著在測試點，而不會出現(xiàn)滑動、跳動等現(xiàn)象。參見圖4，本實用新型的船舶及海洋工程局部結(jié)構(gòu)的振動試驗裝置實施例二與上述實施例一的區(qū)別主要在于加速度傳感器由一個三向的變成三個單向的，包括裝設(shè)在該 本體I的垂直于Z軸的頂面13上的Z軸加速度傳感器、垂直于Y軸的側(cè)面11上的X軸加速度傳感器以及垂直于Y軸的側(cè)面12上的Y軸加速度傳感器。參見圖5，本實用新型的船舶及海洋工程局部結(jié)構(gòu)的振動試驗方法的流程大致包括以下步驟S1 :參照規(guī)范、技術(shù)規(guī)格書、總體流程的要求，確定試驗的目標；S2 :制定海試方法，確定試驗流程；S3 :以擺放的形式，進行多點的振動試驗裝置的裝設(shè)；S4 :多點信號采集和數(shù)據(jù)處理；S5 :分析結(jié)果；S6 :與標準比較，需要重做？是的話，返回步驟S3，否則的話，要么是試驗滿足要求，要么是離得太遠，當前沒有重做的必要，這時都是轉(zhuǎn)向步驟S7 ；S7 出具報告。其中，還包括配合步驟S2的兩個相應(yīng)步驟S2_1 :確定水深、風向、風力和壓載狀態(tài)；S2-2 :確定所規(guī)定的時間和工況。還包括配合步驟S3和S4的一個相應(yīng)步驟S3_1 :儀器校核。本實用新型的振動試驗方法與現(xiàn)有的振動試驗方法的區(qū)別主要體現(xiàn)在步驟S3，本實用新型的方法，根據(jù)試驗條件，無論是通過采用上述振動試驗裝置實施例一的形式以裝設(shè)一個三向加速度傳感器40，或者，還是通過采用上述振動試驗裝置實施例二的形式以裝設(shè)三個單向加速度傳感器50、60、70的任意組合，都能夠以擺放的形式，進行振動試驗裝置的裝設(shè)。而無須像現(xiàn)有的那樣對各個測試點，采用粘接或者磁吸附的方式進行振動試驗裝置的裝設(shè)。由于其他步驟，屬于現(xiàn)有成熟之技術(shù)，與本實用新型的技術(shù)無涉，在此不再贅述。應(yīng)用本實用新型的振動試驗方法的一個具體實施例，是在某深水半潛式鉆井平臺的海試現(xiàn)場，該鉆井平臺的結(jié)構(gòu)尺寸有，總長104. 5m;型寬65. Om;型深36. 85m；甲板建筑81m*65m*7. 6m,其中生活區(qū)為20m*65m*7. 6m,機械區(qū)為60m*65m*7. 6m ;立柱13m*13m*19. 5m ;浮筒104. 5m*13m*9. 75m。局部結(jié)構(gòu)振動采樣點的總數(shù)為186個，每個采樣點有X/Y/Z三個方向，采樣點遍布整個鉆井平臺的甲板建筑，包括生活區(qū)、機械區(qū)和露天甲板等。圖I所示的振動試驗裝置是布設(shè)在居住艙室的情況。三向加速度傳感器40的信號線401與前端數(shù)據(jù)采集設(shè)備連接，在規(guī)定的時間內(nèi)，即可準確無誤的采集到真實的工況。應(yīng)用本實用新型的振動試驗方法的另一個具體實施例，是在某深水半潛式鉆井平臺的海試現(xiàn)場，其結(jié)構(gòu)與上述具體實施例中的鉆井平臺類似。局部結(jié)構(gòu)振動采樣點的總數(shù)為131個，每個采樣點有X/Y/Z三個方向，采樣點遍布整個鉆井平臺的甲板建筑，其中包括生活區(qū)、機械區(qū)和露天甲板等。圖4所示的振動試驗裝置是布設(shè)在生活區(qū)艙室的情況。三個單向加速度傳感器50、60、70的信號線501、601、701與前端數(shù)據(jù)采集設(shè)備連接，在規(guī)定的時間內(nèi)，即可準確無誤的采集到真實的工況。需要說明的是，由于船舶與鉆井平臺在結(jié)構(gòu)上存在很多共通之處，本實用新型的振動試驗裝置，并不限于上述的鉆井平臺，也能應(yīng)用到工程船舶及一般船舶上，以至其它行業(yè)類似的振動環(huán)境中。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的船舶及海洋工程局部結(jié)構(gòu)振動試驗裝置具有以下優(yōu)點當需要分開X/Y/Z各向進行數(shù)據(jù)的采集和處理時，可以快速的在X/Y/Z三個方向直線振動試驗間切換，省去粘接劑粘接安裝、磁吸座安裝或雙頭螺柱安裝等工序，可大大提高振動試驗的效率，尤其體現(xiàn)在船舶及海洋工程海試時的多點采樣；可以真實地采集到X/Y/Z三個方向同時作用時復合振動信號，準確地復現(xiàn)出真實的工況，更接近自然真實的振動環(huán)境，從而大大提高振動試驗結(jié)果的精度；通過將本體I采用鋼等金屬材質(zhì)，可以同時方便地實現(xiàn)X/Y/Z三個方向加速度傳感器的組合連接，從而在船舶及海洋工程的舾裝地板上可以準確的傳遞來自于振源的振動力，以保證試驗精度和試驗效率；通過用擺放的方式替代傳 動的布設(shè)方式，能夠在規(guī)定的時間和工況條件下，在海試現(xiàn)場，可以準確高效的達到多點數(shù)據(jù)采集的目的。上述內(nèi)容，僅為本實用新型的較佳實施例，并非用于限制本實用新型的實施方案，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本實用新型的主要構(gòu)思和精神，可以十分方便地進行相應(yīng)的變通或修改，故本實用新型的保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求書所要求的保護范圍為準。
權(quán)利要求1.一種船舶及海洋工程局部結(jié)構(gòu)的振動試驗裝置，其特征在于，包括 一安裝座，其具有一本體和設(shè)置在該本體下方的足部，通過該足部可以將該振動試驗裝置立放在船舶及海洋工程局部結(jié)構(gòu)的測試表面； 至少一加速度傳感器，可拆卸地裝設(shè)在該安裝座上的本體上； 該振動試驗裝置的固有頻率是避開振動試驗的測試頻率范圍的。
2.依據(jù)權(quán)利要求I所述的振動試驗裝置，其特征在于，該本體具有分別垂直于X/Y/Z軸的三個安裝面，以對應(yīng)裝設(shè)該至少一加速度傳感器。
3.依據(jù)權(quán)利要求2所述的振動試驗裝置，其特征在于，加速度傳感器的數(shù)目為一，其裝設(shè)在該本體的垂直于Z軸的頂面。
4.依據(jù)權(quán)利要求2所述的振動試驗裝置，其特征在于，加速度傳感器的數(shù)目為三，分別裝設(shè)在該本體的垂直于Z軸的頂面、垂直于Y軸的側(cè)面以及垂直于X軸的側(cè)面。
5.依據(jù)權(quán)利要求I所述的振動試驗裝置，其特征在于，該至少一加速度傳感器是粘接在該本體上；或者，該本體是金屬材質(zhì)的，該至少一加速度傳感器是磁性吸附在該本體上。
6.依據(jù)權(quán)利要求2所述的振動試驗裝置，其特征在于，該本體為立方體，該本體的三個安裝面分別設(shè)置有一螺紋孔以配合加速度傳感器的裝設(shè)。
7.依據(jù)權(quán)利要求I所述的振動試驗裝置，其特征在于，該振動試驗的測試頻率范圍為1-lOOHz。
8.依據(jù)權(quán)利要求I所述的振動試驗裝置，其特征在于，該本體的質(zhì)量大致為lKg。
9.依據(jù)權(quán)利要求I所述的振動試驗裝置，其特征在于，該足部包括豎直地向下延伸的三條支腿，該些支腿是可調(diào)節(jié)高度的，每條支腿包括一基部；一配接部，由該基部向上延伸出，其為圓柱體，其上端為用以調(diào)節(jié)高度的螺紋段；以及一支撐部，由該基部向下延伸出，其為朝下的圓錐體。
10.依據(jù)權(quán)利要求I所述的振動試驗裝置，其特征在于，該船舶及海洋工程局部結(jié)構(gòu)的測試表面的水平傾斜角度不大于10度。
專利摘要一種船舶及海洋工程局部結(jié)構(gòu)的振動試驗裝置，該振動試驗裝置包括一安裝座，其具有一本體和設(shè)置在該本體下方的一足部，該足部是可以立放在船舶及海洋工程局部結(jié)構(gòu)的測試表面；至少一加速度傳感器，可拆卸地裝設(shè)在該安裝座的本體上；該振動試驗裝置的固有頻率是避開振動試驗的測試頻率范圍的。該振動試驗方法包括用若干個如上所述的振動試驗裝置，將其擺放在一待測試的船舶及海洋工程局部結(jié)構(gòu)的一大致水平的測試表面上。本實用新型可以大大提高加速度傳感器的裝設(shè)效率，能夠快速、可靠與方便地實現(xiàn)局部結(jié)構(gòu)的振動試驗。
文檔編號G01M7/06GK202522387SQ20122017552
公開日2012年11月7日 申請日期2012年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月23日
發(fā)明者李仁鋒, 李峰, 李磊, 賀昌海, 韓華偉, 韓明良 申請人:中國國際海運集裝箱(集團)股份有限公司, 煙臺中集來福士海洋工程有限公司