一種水池模型實(shí)驗(yàn)的多艘船舶旁靠定位系統(tǒng)的模擬裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多艘船舶旁靠定位系統(tǒng)的模擬裝置，特別是關(guān)于一種水池模型實(shí)驗(yàn)的多艘船舶旁靠定位系統(tǒng)的模擬裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，石油資源的短缺以及對(duì)能源需求的不斷增長(zhǎng)，導(dǎo)致海上油氣田的大規(guī)模開(kāi)發(fā)。海洋石油的大規(guī)模開(kāi)發(fā)，加速了大量海洋結(jié)構(gòu)物的設(shè)計(jì)與建造。在海洋工程界經(jīng)常出現(xiàn)兩個(gè)浮體或多個(gè)浮體近靠的現(xiàn)象，近靠物體在波浪力的作用下由于相互之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)從而導(dǎo)致物體出現(xiàn)碰撞的可能。為了防止發(fā)生碰撞，通常在兩物體之間安裝防碰墊。同時(shí)，為了保證兩個(gè)浮體或多個(gè)浮體近靠可以正常作業(yè)，需要使用連接纜系將浮體進(jìn)行固定，達(dá)到定位作用。
[0003]海洋工程中的大型設(shè)備在建造及下水之前往往要進(jìn)行水池模型實(shí)驗(yàn)。通過(guò)模型實(shí)驗(yàn)，可以獲得較為可靠的船體運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)及結(jié)構(gòu)受力情況實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果可用來(lái)校驗(yàn)理論和數(shù)值模型的計(jì)算精度，為海洋結(jié)構(gòu)物的設(shè)計(jì)提供可靠的依據(jù)。然而，在開(kāi)展多艘船舶旁靠水池模型實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，如果不能較為準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)旁靠系統(tǒng)的定位，不能較為準(zhǔn)確模擬碰墊的彈性屬性并實(shí)現(xiàn)對(duì)其受力情況的測(cè)量，則會(huì)造成水池模型實(shí)驗(yàn)價(jià)值的降低，我們也難以較為準(zhǔn)確獲得防碰墊在海洋環(huán)境條件中的受力情況。
[0004]目前，在多艘船舶旁靠水池模型實(shí)驗(yàn)中，并沒(méi)有提出明確的旁靠定位系統(tǒng)。在專(zhuān)利名稱(chēng)為水池模型實(shí)驗(yàn)防碰墊模擬裝置中，雖然可以較好地解決近靠物體水池模型實(shí)驗(yàn)中防碰墊上受力的測(cè)量，但是此碰墊的安裝通過(guò)支架安裝，并不能安裝于側(cè)壁上，不能更為真實(shí)地模擬實(shí)際旁靠接觸位置情況。多艘船舶旁靠定位系統(tǒng)的水池模型實(shí)驗(yàn)中，尚未有提供既能準(zhǔn)確地測(cè)量實(shí)際防碰墊上受力的情況，又能有序在船體指定位置設(shè)置導(dǎo)纜孔，使用連接纜系進(jìn)行旁靠定位實(shí)施方案。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種既能準(zhǔn)確測(cè)量實(shí)際防碰墊上的受力情況、又提出了明確的旁靠定位實(shí)施方案的水池模型實(shí)驗(yàn)的多艘船舶旁靠定位系統(tǒng)的模擬裝置。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:一種水池模型實(shí)驗(yàn)的多艘船舶旁靠定位系統(tǒng)的模擬裝置，其特征在于:它包括防碰墊模型和連接纜繩模型；所述防碰墊模型安裝在船體舷側(cè)水線(xiàn)以下的舷側(cè)槽孔處，其包括一法蘭盤(pán)、一傳力板、一輔助塊、一碰撞板、四個(gè)第一長(zhǎng)導(dǎo)向桿、兩個(gè)第二長(zhǎng)導(dǎo)向桿、兩個(gè)長(zhǎng)彈簧、一短導(dǎo)向桿、一短彈簧和一壓力傳感器；所述碰撞板上沿周向均勻開(kāi)有八個(gè)第一螺紋孔，四個(gè)所述第一長(zhǎng)導(dǎo)向桿、兩個(gè)所述第二長(zhǎng)導(dǎo)向桿和所述短導(dǎo)向桿的一端螺紋連接在所述碰撞板上，且相鄰兩個(gè)所述第一長(zhǎng)導(dǎo)向桿之間間隔一所述第一螺紋孔，兩個(gè)所述第二長(zhǎng)導(dǎo)向桿關(guān)于所述碰撞板的中心對(duì)稱(chēng)設(shè)置；兩個(gè)所述第二長(zhǎng)導(dǎo)向桿的另一端外側(cè)分別固定一所述長(zhǎng)彈簧，所述短導(dǎo)向桿的另一端外側(cè)固定一所述短彈簧；所述法蘭盤(pán)為臺(tái)階結(jié)構(gòu)，其下層臺(tái)階的四角分別開(kāi)設(shè)有一第二螺紋孔，通過(guò)所述第二螺紋孔用螺栓將所述法蘭盤(pán)固定連接于船體舷側(cè)水線(xiàn)以下的所述舷側(cè)槽孔處；在所述法蘭盤(pán)的上層臺(tái)階上兩兩對(duì)稱(chēng)地分別開(kāi)設(shè)有四個(gè)第三螺紋孔和四個(gè)第一通孔，且所述第一通孔位于所述第三螺紋孔的內(nèi)側(cè)，四個(gè)所述第一通孔分別為四個(gè)所述第一長(zhǎng)導(dǎo)向桿提供滑道；在所述法蘭盤(pán)的中部開(kāi)有一用來(lái)安置所述壓力傳感器的槽孔；在所述法蘭盤(pán)的槽孔上下兩側(cè)分別開(kāi)有一第二通孔，且四個(gè)所述第一通孔和兩個(gè)所述第二通孔的中心均位于同一圓周上；所述輔助塊中部開(kāi)有一凹槽，所述凹槽形成所述傳力板的嵌入空間，所述傳力板安裝在所述凹槽內(nèi)；所述凹槽底面的四角分別開(kāi)有一第二滑道孔，其中的三個(gè)所述第二滑道孔分別為兩個(gè)所述第二長(zhǎng)導(dǎo)向桿和所述短導(dǎo)向桿提供滑道；所述凹槽兩側(cè)的所述輔助塊上開(kāi)有四個(gè)所述第一滑道孔，分別為四個(gè)所述第一長(zhǎng)導(dǎo)向桿提供滑道，且四個(gè)所述第二滑道孔和四個(gè)所述第一滑道孔的中心均位于同一圓周上；所述輔助塊的邊緣四角上分別開(kāi)有一第四螺紋孔，用螺栓通過(guò)所述第三螺紋孔和所述第四螺紋孔將所述輔助塊固定在所述法蘭盤(pán)上；所述傳力板靠近所述輔助塊一側(cè)的兩個(gè)對(duì)角上分別開(kāi)設(shè)有一盲孔，其中一個(gè)所述盲孔處在所述短彈簧的滑道上；所述傳力板上靠近所述輔助塊一側(cè)的另外兩個(gè)對(duì)角上分別開(kāi)設(shè)有一階梯通孔，兩所述階梯通孔分別處在兩個(gè)所述長(zhǎng)彈簧的滑道上；所述連接纜繩模型包括導(dǎo)纜孔和纜繩，在船體指定坐標(biāo)位置處設(shè)置所述導(dǎo)纜孔，并系上所述纜繩以連接旁靠船舶，從而構(gòu)成連接纜系。
[0007]所述長(zhǎng)彈簧和所述短彈簧的長(zhǎng)度和彈性屬性各不相同。
[0008]所述輔助塊的第一滑道孔中設(shè)有導(dǎo)套。
[0009]所述輔助塊的其中一個(gè)螺栓上系上一根繩，繩的另一端系在所述碰撞板的第八個(gè)第一螺紋孔上。
[0010]所述傳力板靠近所述法蘭盤(pán)一側(cè)的中部沿橫向開(kāi)有一第一導(dǎo)線(xiàn)槽，同時(shí)，在與所述第一導(dǎo)線(xiàn)槽位置相對(duì)應(yīng)的所述輔助塊上沿橫向開(kāi)有一第二導(dǎo)線(xiàn)槽。
[0011]所述連接纜繩模型中，指定坐標(biāo)位置根據(jù)海洋工程水動(dòng)力學(xué)分析結(jié)果，由船體設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)而定。
[0012]本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn):1、本發(fā)明由于在船體舷側(cè)設(shè)置了螺栓孔，與防碰墊裝置中的法蘭盤(pán)部分進(jìn)行連接固定，比較真實(shí)地模擬了實(shí)際的旁靠系統(tǒng)，而且防碰墊裝置中內(nèi)嵌壓力傳感器，因而能夠準(zhǔn)確地對(duì)防碰墊進(jìn)行定位、測(cè)量實(shí)際防碰墊上受力的情況。2、本發(fā)明由于在船體指定位置處設(shè)置導(dǎo)纜孔，因而能夠采取使用連接纜系有序?qū)Υw進(jìn)行旁靠定位的實(shí)施方案，從而使得水池模型實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展更為順利。3、本發(fā)明由于在船體舷側(cè)開(kāi)設(shè)槽孔以及槽孔周?chē)O(shè)置連接螺栓孔，以安裝防碰墊，因而克服了現(xiàn)有技術(shù)不能在舷側(cè)水線(xiàn)以下安裝防碰墊的弊端。4、本發(fā)明操作簡(jiǎn)單，較為輕便，而且造價(jià)較低，利于推廣使用。本發(fā)明廣泛應(yīng)用于船舶與海洋工程技術(shù)領(lǐng)域中在水池模型實(shí)驗(yàn)過(guò)程中實(shí)時(shí)測(cè)量近靠物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的碰撞力。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明防碰墊模型的結(jié)構(gòu)示意圖
[0014]圖2(a)是本發(fā)明連接法蘭盤(pán)的結(jié)構(gòu)示意圖
[0015]圖2(b)是圖2(a)的側(cè)視圖
[0016]圖3(a)是本發(fā)明輔助塊的結(jié)構(gòu)示意圖
[0017]圖3(b)是圖3(a)的側(cè)視圖
[0018]圖3(c)是圖3(a)的另一側(cè)視圖
[0019]圖4(a)是本發(fā)明碰撞板的結(jié)構(gòu)示意圖
[0020]圖4(b)是圖4(a)的側(cè)視圖
[0021]圖5(a)是本發(fā)明傳力板的結(jié)構(gòu)示意圖
[0022]圖5(b)是圖5(a)的側(cè)視圖
[0023]圖5(c)是圖5(a)反面的結(jié)構(gòu)示意圖
[0024]圖6(a)是本發(fā)明舷側(cè)開(kāi)孔示意圖
[0025]圖6 (b)是圖6 (a)的側(cè)視圖
[0026]圖6 (C)是圖6 (a)的俯視圖
[0027]圖7(a)是本發(fā)明防碰墊模型安裝后狀態(tài)示意圖
[0028]圖7(b)是本發(fā)明防碰墊模型使用中受力狀態(tài)示意圖
[0029]圖8是本發(fā)明旁靠定位示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0031]如圖1、圖7 (a)-(b)和圖8所示，本發(fā)明包括防碰墊模型200和連接纜繩模型300。
[0032]如圖1、圖6(a)_(c)所示，防碰墊模型200安裝在船體舷側(cè)水線(xiàn)以下的舷側(cè)槽孔12處，其包括一法蘭盤(pán)10、一傳力板20、一輔助塊30、一碰撞板40、四個(gè)第一長(zhǎng)導(dǎo)向桿50、兩個(gè)第二長(zhǎng)導(dǎo)向桿60、兩個(gè)長(zhǎng)彈簧70、一短導(dǎo)向桿80、一短彈簧90和一壓力傳感器100。
[0033]如圖1、圖4(a)_(b)所不，碰撞板40為一圓板，其上沿周向均勾開(kāi)有八個(gè)螺紋孔41，四個(gè)第一長(zhǎng)導(dǎo)向桿50、兩個(gè)第二長(zhǎng)導(dǎo)向桿60和短導(dǎo)向桿80的一端螺紋連接在碰撞板40上，且相鄰兩個(gè)第一長(zhǎng)導(dǎo)向桿50之間間隔一螺紋孔41，兩個(gè)第二長(zhǎng)導(dǎo)向桿60關(guān)于碰撞板40的中心對(duì)稱(chēng)設(shè)置。兩個(gè)第二長(zhǎng)導(dǎo)向桿60的另一端外側(cè)分別固定一長(zhǎng)彈簧70，短導(dǎo)向桿80的另一端外側(cè)固定一短彈簧90。
[0034]在上述實(shí)施例中，長(zhǎng)彈簧70和短彈簧90的長(zhǎng)度和彈性屬性各不相同。其長(zhǎng)度的不同，可實(shí)現(xiàn)兩者不同時(shí)受力，加之其彈性屬性不同，可實(shí)現(xiàn)對(duì)防碰墊非線(xiàn)性彈性屬性的有效模擬。
[0035]如圖1、圖2 (a) -(b)所示，法蘭盤(pán)10為矩形臺(tái)階結(jié)構(gòu)，其下層臺(tái)階的四角分別開(kāi)設(shè)有一螺紋孔11，通過(guò)螺紋孔11可用螺栓將法蘭盤(pán)10固定連接于船體舷側(cè)水線(xiàn)以下的舷側(cè)槽孔12處(如圖6 (a)-(b)所示)。在法蘭盤(pán)10的上層臺(tái)階上兩兩對(duì)稱(chēng)地分別開(kāi)設(shè)有四個(gè)螺紋孔13和四個(gè)通孔14，且通孔14位于螺紋孔13的內(nèi)側(cè)，四個(gè)通孔14分別為四個(gè)第一長(zhǎng)導(dǎo)向桿50提供滑道。在法蘭盤(pán)10的中部開(kāi)有一用來(lái)安置壓力傳感器100的槽孔15。在法蘭盤(pán)10的槽孔15上下兩側(cè)分別開(kāi)有一通孔16，且四個(gè)通孔14和兩個(gè)通孔16的中心均位于同一圓周上。
[0036]如圖1、圖3 (a)-(c)所示，輔助塊30為一矩形金屬塊，其中部開(kāi)有一凹槽31，該凹槽31形成傳力板20的嵌入空間，傳力板20安裝在凹槽31內(nèi)。凹槽31底面的四角分別開(kāi)有一第二滑道孔32，其中的三個(gè)第二滑道孔32分別為兩個(gè)第二長(zhǎng)導(dǎo)向桿60和短導(dǎo)向桿80提供滑道。凹槽31兩側(cè)的輔助塊30上開(kāi)有四個(gè)第一滑道孔33，分別為四個(gè)第一長(zhǎng)導(dǎo)向桿50提供滑道，且四個(gè)第二滑道孔32和四個(gè)第一滑道孔33的中心均位于同一圓周上。