定槽的內(nèi)壁上設(shè)有側(cè)向固定螺絲孔12和微型絲杠13，微型絲杠13設(shè)于側(cè)向固定螺絲孔12內(nèi)并在側(cè)向上固定單分力傳感器4，微型絲杠13的橫向固定可避免單分力傳感器4的縱向走動(dòng)，進(jìn)一步確保測(cè)量的精準(zhǔn)度。
[0034]固定殼體通過預(yù)埋件7內(nèi)嵌于海洋平臺(tái)上，測(cè)力板I外表面與海洋平臺(tái)待測(cè)量區(qū)域的外表面平齊，從而模擬海洋平臺(tái)受到波浪砰擊的情況。預(yù)埋件7采用鋁板或鋼板，預(yù)埋件7與外殼6的底面剛性連接，為布置有單分力傳感器4的底座5提供足夠的剛度。預(yù)埋件7對(duì)應(yīng)外殼6安裝處設(shè)有用于安裝的螺栓孔和通線通孔。
[0035]當(dāng)波浪砰擊測(cè)力板I時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)傳感器內(nèi)部進(jìn)水的情況，內(nèi)部液體的流動(dòng)會(huì)影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此，測(cè)力板I外表面覆蓋有用于防水的橡膠薄膜3，該橡膠薄膜3彈性好、薄且不易破、水密性好。
[0036]本實(shí)施例中，單分力傳感器4選取為四個(gè)，同時(shí)底座5和外殼6為長(zhǎng)方體狀，底座5的腔體橫截面為長(zhǎng)方形，測(cè)力板I的面積小于底座5的腔體橫截面并位于其中上部，在底座5的腔體四角上分別設(shè)置四個(gè)固定槽，該固定槽分為上下連通的圓柱體凹槽10和通線開口槽11，四個(gè)單分力傳感器4分別放置于一個(gè)圓柱體凹槽10內(nèi)，并由通線開口槽11固定其數(shù)據(jù)線，外殼6的頂部?jī)蓚?cè)為階梯狀，用于與海洋平臺(tái)、試驗(yàn)?zāi)举|(zhì)模型或海洋結(jié)構(gòu)物緊密固定。
[0037]利用本實(shí)用新型裝置進(jìn)行波浪砰擊載荷測(cè)量方法時(shí)，包括以下步驟:
[0038]I)對(duì)組裝后的波浪砰擊載荷測(cè)量裝置進(jìn)行指標(biāo)鑒定，具體為:
[0039]11)將兩個(gè)組裝后的波浪砰擊載荷測(cè)量裝置對(duì)稱設(shè)于試驗(yàn)楔形體9內(nèi)，且緊密配合，該試驗(yàn)楔形體9底面設(shè)有兩個(gè)對(duì)稱、形成尖角的傾斜面，兩個(gè)傾斜面上分別開設(shè)有與頂蓋2對(duì)應(yīng)的帶圓倒角的方形開口，測(cè)力板I的外表面與傾斜面的外表面平齊；
[0040]傾斜面的傾角為10°左右，該傾斜度已有廣為認(rèn)可的解析解和數(shù)值解，方便對(duì)照校驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)的合理性，有10°傾角利于校驗(yàn)測(cè)量裝置的測(cè)量精度，在實(shí)際模型測(cè)試中，波浪不一定是垂直作用于模型。
[0041]12)通過激震力錘鑒定試驗(yàn)和楔形體自由下落鑒定試驗(yàn)進(jìn)行指標(biāo)鑒定，通過檢驗(yàn)和標(biāo)定以保證測(cè)量裝置工作可靠。
[0042]激震力錘鑒定試驗(yàn)為:如圖3所示，利用激震力錘8敲擊單個(gè)波浪砰擊載荷測(cè)量裝置的測(cè)力板1，并通過高速采集系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集激震力錘8瞬時(shí)輸出的敲擊力數(shù)值和多個(gè)單分力傳感器4檢測(cè)的單分力數(shù)值，通過對(duì)比敲擊力數(shù)值和由單分力數(shù)值合成的單分力合力對(duì)波浪砰擊載荷測(cè)量裝置進(jìn)行校正和標(biāo)定，如圖4所示，測(cè)量裝置內(nèi)四個(gè)單分力數(shù)值合成后與激震力錘8的敲擊力數(shù)值進(jìn)行數(shù)據(jù)比較，可以看出四個(gè)單分力數(shù)值合成的單分力合力與敲擊力數(shù)值保持一致，且實(shí)時(shí)性好。
[0043]楔形體自由下落鑒定試驗(yàn)為:采用自由落體測(cè)試方式，將試驗(yàn)楔形體9自由落入水中，實(shí)時(shí)采集多個(gè)單分力傳感器4檢測(cè)的單分力數(shù)值，通過對(duì)比兩個(gè)波浪砰擊載荷測(cè)量裝置測(cè)量的單分力合力進(jìn)行波浪砰擊載荷測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性校驗(yàn)，即校驗(yàn)獲得的結(jié)果是否具有對(duì)稱性，有利于保證結(jié)構(gòu)嚴(yán)格對(duì)稱，同時(shí)將單分力合力與數(shù)值仿真計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證波浪砰擊載荷測(cè)量裝置的性能和精確性。
[0044]2)在海洋平臺(tái)的待測(cè)量區(qū)域上從高到低依次均勻內(nèi)嵌多個(gè)指標(biāo)鑒定合格后的波浪砰擊載荷測(cè)量裝置，測(cè)力板I外表面與海洋平臺(tái)待測(cè)量區(qū)域的外表面平齊。
[0045]3)單分力傳感器4檢測(cè)波浪對(duì)測(cè)力板I的單分力數(shù)值，通過檢測(cè)到的單分力數(shù)值得到波浪砰擊載荷。
[0046]以一圓臺(tái)狀的試驗(yàn)?zāi)举|(zhì)模型為例，用該試驗(yàn)?zāi)举|(zhì)模型模擬海洋平臺(tái)，預(yù)埋件7上固定殼體的安裝面與試驗(yàn)?zāi)举|(zhì)模型的外表面保持相同距離，進(jìn)而保證固定殼體上中空區(qū)域與試驗(yàn)?zāi)举|(zhì)模型的外表面平齊，在試驗(yàn)?zāi)举|(zhì)模型放入水中，模擬海洋平臺(tái)受波浪砰擊的情況，經(jīng)過高速采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集，可得到響應(yīng)幅值算子曲線，如圖5和圖6所示，在低頻率區(qū)域，特別是在100Hz的振動(dòng)頻率(Frequency)下，響應(yīng)幅值算子接近I，明顯高于波浪砰擊的特征頻率，從而避免發(fā)生共振測(cè)力過大情況，保證測(cè)砰擊力準(zhǔn)確真實(shí)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種波浪砰擊載荷測(cè)量裝置，其特征在于，包括固定殼體，以及分別設(shè)于固定殼體內(nèi)的測(cè)力板(I)和單分力傳感器(4)，所述單分力傳感器(4)為多個(gè)，多個(gè)單分力傳感器(4)沿軸向在固定殼體內(nèi)均布設(shè)置，所述測(cè)力板(I)抵著多個(gè)單分力傳感器(4)的觸頭，所述固定殼體上設(shè)有安置測(cè)力板(I)的中空區(qū)域。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種波浪砰擊載荷測(cè)量裝置，其特征在于，所述單分力傳感器(4)的數(shù)量為四的整數(shù)倍。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種波浪砰擊載荷測(cè)量裝置，其特征在于，所述固定殼體通過預(yù)埋件(7)內(nèi)嵌于海洋平臺(tái)上，所述測(cè)力板(I)外表面與海洋平臺(tái)待測(cè)量區(qū)域的外表面平齊。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種波浪砰擊載荷測(cè)量裝置，其特征在于，所述測(cè)力板(I)夕卜表面覆蓋有用于防水的橡膠薄膜(3)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種波浪砰擊載荷測(cè)量裝置，其特征在于，所述固定殼體包括外殼(6)、固定于外殼(6)內(nèi)的底座(5)和蓋設(shè)在外殼(6)頂面的頂蓋(2)，所述底座(5)為中空結(jié)構(gòu)，所述測(cè)力板(I)和單分力傳感器(4)分別設(shè)于底座(5)的腔體內(nèi)，所述中空區(qū)域設(shè)于頂蓋(2)上。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種波浪砰擊載荷測(cè)量裝置，其特征在于，所述底座(5)的腔體內(nèi)設(shè)有多個(gè)固定單分力傳感器(4)的固定槽，所述固定槽的內(nèi)壁上設(shè)有側(cè)向固定螺絲孔(12)和微型絲杠(13)，所述微型絲杠(13)設(shè)于側(cè)向固定螺絲孔(12)內(nèi)并在側(cè)向上固定單分力傳感器(4)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種波浪砰擊載荷測(cè)量裝置，其特征在于，所述測(cè)力板(I)上設(shè)有多個(gè)與單分力傳感器(4)的觸頭對(duì)應(yīng)緊密配合的凹槽。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種波浪砰擊載荷測(cè)量裝置，該裝置包括固定殼體，以及分別設(shè)于固定殼體內(nèi)的測(cè)力板和單分力傳感器，所述單分力傳感器為多個(gè)，多個(gè)單分力傳感器沿軸向在固定殼體內(nèi)均布設(shè)置，所述測(cè)力板抵著多個(gè)單分力傳感器的觸頭，所述固定殼體上設(shè)有安置測(cè)力板的中空區(qū)域。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型通過單分力傳感器檢測(cè)測(cè)力板的受力情況來(lái)精密測(cè)定任意區(qū)域波浪、水柱作用于海洋結(jié)構(gòu)物、試驗(yàn)?zāi)Ｐ捅砻娴呐閾糨d荷，具有測(cè)量精度高、安裝方便、成本低、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】G01L11/00
【公開號(hào)】CN205262666
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520997766
【發(fā)明人】趙國(guó)成, 郭英豪, 肖龍飛, 田新亮, 寇雨豐
【申請(qǐng)人】上海交通大學(xué)
【公開日】2016年5月25日
【申請(qǐng)日】2015年12月3日