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，進一步確保測量的精準度。
[0034]固定殼體通過預埋件7內(nèi)嵌于海洋平臺上，測力板I外表面與海洋平臺待測量區(qū)域的外表面平齊，從而模擬海洋平臺受到波浪砰擊的情況。預埋件7采用鋁板或鋼板，預埋件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。預埋件7對應外殼6安裝處設(shè)有用于安裝的螺栓孔和通線通孔。
[0035]當波浪砰擊測力板I時，可能會出現(xiàn)傳感器內(nèi)部進水的情況，內(nèi)部液體的流動會影響測量結(jié)果的準確性，因此，測力板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]本實施例中，單分力傳感器4選取為四個，同時底座5和外殼6為長方體狀，底座5的腔體橫截面為長方形，測力板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11，四個單分力傳感器4分別放置于一個圓柱體凹槽10內(nèi)，并由通線開口槽11固定其數(shù)據(jù)線，外殼6的頂部兩側(cè)為階梯狀，用于與海洋平臺、試驗木質(zhì)模型或海洋結(jié)構(gòu)物緊密固定。
[0037]利用本實用新型裝置進行波浪砰擊載荷測量方法時，包括以下步驟:
[0038]I)對組裝后的波浪砰擊載荷測量裝置進行指標鑒定，具體為:
[0039]11)將兩個組裝后的波浪砰擊載荷測量裝置對稱設(shè)于試驗楔形體9內(nèi)，且緊密配合，該試驗楔形體9底面設(shè)有兩個對稱、形成尖角的傾斜面，兩個傾斜面上分別開設(shè)有與頂蓋2對應的帶圓倒角的方形開口，測力板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可的解析解和數(shù)值解，方便對照校驗裝置設(shè)計的合理性，有10°傾角利于校驗測量裝置的測量精度，在實際模型測試中，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和楔形體自由下落鑒定試驗進行指標鑒定，通過檢驗和標定以保證測量裝置工作可靠。
[0042]激震力錘鑒定試驗為:如圖3所示，利用激震力錘8敲擊單個波浪砰擊載荷測量裝置的測力板1，并通過高速采集系統(tǒng)實時采集激震力錘8瞬時輸出的敲擊力數(shù)值和多個單分力傳感器4檢測的單分力數(shù)值，通過對比敲擊力數(shù)值和由單分力數(shù)值合成的單分力合力對波浪砰擊載荷測量裝置進行校正和標定，如圖4所示，測量裝置內(nèi)四個單分力數(shù)值合成后與激震力錘8的敲擊力數(shù)值進行數(shù)據(jù)比較，可以看出四個單分力數(shù)值合成的單分力合力與敲擊力數(shù)值保持一致，且實時性好。
[0043]楔形體自由下落鑒定試驗為:采用自由落體測試方式，將試驗楔形體9自由落入水中，實時采集多個單分力傳感器4檢測的單分力數(shù)值，通過對比兩個波浪砰擊載荷測量裝置測量的單分力合力進行波浪砰擊載荷測量裝置結(jié)構(gòu)的對稱性校驗，即校驗獲得的結(jié)果是否具有對稱性，有利于保證結(jié)構(gòu)嚴格對稱，同時將單分力合力與數(shù)值仿真計算結(jié)果進行對比，驗證波浪砰擊載荷測量裝置的性能和精確性。
[0044]2)在海洋平臺的待測量區(qū)域上從高到低依次均勻內(nèi)嵌多個指標鑒定合格后的波浪砰擊載荷測量裝置，測力板I外表面與海洋平臺待測量區(qū)域的外表面平齊。
[0045]3)單分力傳感器4檢測波浪對測力板I的單分力數(shù)值，通過檢測到的單分力數(shù)值得到波浪砰擊載荷。
[0046]以一圓臺狀的試驗木質(zhì)模型為例，用該試驗木質(zhì)模型模擬海洋平臺，預埋件7上固定殼體的安裝面與試驗木質(zhì)模型的外表面保持相同距離，進而保證固定殼體上中空區(qū)域與試驗木質(zhì)模型的外表面平齊，在試驗木質(zhì)模型放入水中，模擬海洋平臺受波浪砰擊的情況，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的振動頻率(Frequency)下，響應幅值算子接近I，明顯高于波浪砰擊的特征頻率，從而避免發(fā)生共振測力過大情況，保證測砰擊力準確真實。
【主權(quán)項】
1.一種波浪砰擊載荷測量裝置，其特征在于，包括固定殼體，以及分別設(shè)于固定殼體內(nèi)的測力板(I)和單分力傳感器(4)，所述單分力傳感器(4)為多個，多個單分力傳感器(4)沿軸向在固定殼體內(nèi)均布設(shè)置，所述測力板(I)抵著多個單分力傳感器(4)的觸頭，所述固定殼體上設(shè)有安置測力板(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量裝置，其特征在于，所述固定殼體通過預埋件(7)內(nèi)嵌于海洋平臺上，所述測力板(I)外表面與海洋平臺待測量區(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量裝置，其特征在于，所述測力板(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量裝置，其特征在于，所述底座(5)的腔體內(nèi)設(shè)有多個固定單分力傳感器(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量裝置，其特征在于，所述測力板(I)上設(shè)有多個與單分力傳感器(4)的觸頭對應緊密配合的凹槽。
【專利摘要】本實用新型涉及一種波浪砰擊載荷測量裝置，該裝置包括固定殼體，以及分別設(shè)于固定殼體內(nèi)的測力板和單分力傳感器，所述單分力傳感器為多個，多個單分力傳感器沿軸向在固定殼體內(nèi)均布設(shè)置，所述測力板抵著多個單分力傳感器的觸頭，所述固定殼體上設(shè)有安置測力板的中空區(qū)域。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型通過單分力傳感器檢測測力板的受力情況來精密測定任意區(qū)域波浪、水柱作用于海洋結(jié)構(gòu)物、試驗模型表面的砰擊載荷，具有測量精度高、安裝方便、成本低、操作方便等優(yōu)點。
【IPC分類】G01L11/00
【公開號】CN205262666
【申請?zhí)枴緾N201520997766
【發(fā)明人】趙國成, 郭英豪, 肖龍飛, 田新亮, 寇雨豐
【申請人】上海交通大學
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年12月3日