一種船舶系泊物理模型試驗中的系纜力模擬裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種物理模型試驗的模擬裝置，具體涉及一種船舶系泊物理模型試驗中的系纜力模擬裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]經(jīng)濟全球化給物流行業(yè)帶來了遠大的前景，海運以其低廉的價格和巨大的運載量成為國際貿(mào)易中的主要運輸方式。進入二十一世紀，中國海運業(yè)蓬勃發(fā)展，取得了顯著的成績。中國開始在國際貿(mào)易中扮演著重要角色，在高速發(fā)展的同時也對碼頭的安全提出了新的挑戰(zhàn)。?？靠看a頭的船舶在風、浪、水流等因素的作用下，若運動量過大，不僅影響裝卸作業(yè)安全，還影響自身以及碼頭結(jié)構(gòu)的安全。通常?？吭诖a頭的船舶需要用纜繩與碼頭上的系船柱或系船墩連接，以限制船舶的運動。船舶由于受自然、人工等因素作用使纜繩產(chǎn)生的拉力，即為系纜力。系纜力與船舶特性以及受到的風、浪、水流荷載有關(guān)。系纜力的大小直接影響船舶停泊、作業(yè)以及碼頭結(jié)構(gòu)的安全。
[0003]為了更方便更迅速地了解船舶的運動情況，常常需要借助物理模型試驗?zāi)M。系纜力也是船模試驗需要重點關(guān)注的的因素?，F(xiàn)階段的模擬系纜力的主要方法是在某一特定比尺下，尋找與實際纜繩物理性質(zhì)類似的材料。這種方法比較麻煩，因為實際的纜繩是一種彈性形變，既有力又有位移，而且這種變形是非線性的，纜繩的性質(zhì)往往很難完全模擬出，容易擴大試驗的誤差。而且特意去尋找材料或者合成材料，都需要不斷地試驗驗證，成功率低，浪費時間與人力。并且在模擬船舶初始狀態(tài)時，由于纜繩的長度變化較大，拉力的大小很難準確控制。而且考慮到繩的變形，初始角度變化也很劇烈，試驗誤差又進一步擴大。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種船舶系泊物理模型試驗中的系纜力模擬裝置。
[0005]為了達到上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0006]—種船舶系泊物理模型試驗中的系纜力模擬裝置，包括碼頭、設(shè)置在碼頭上的兩組模擬組件以及分別設(shè)置在模型船船艏和船艉的拉力傳感器；所述模擬組件包括鐵夾、墊塊、鋼絲繩、鋼片組和滑輪組，所述鐵夾固定在碼頭的頂面上，所述鋼片組分成上層鋼片組和下層鋼片組，所述上層鋼片組、墊塊和下層鋼片組依次堆疊被夾于鐵夾的上下夾片之間，通過緊固件緊固上下夾片，使上層鋼片組、墊塊和下層鋼片組固定，所述上層鋼片組和下層鋼片組中的鋼片均與碼頭的側(cè)邊平行，所述上層鋼片組最上層的鋼片一端突出，并且突出的一端上設(shè)置有調(diào)節(jié)鋼絲繩長短的調(diào)節(jié)機構(gòu)，所述滑輪組固定在碼頭頂面上，所述滑輪組包括兩個滑輪，兩個滑輪的滾動面帖靠，所述鋼絲繩的一端與拉力傳感器連接，另一端穿過滑輪組的中心與調(diào)節(jié)機構(gòu)連接。
[0007]位于滑輪組和調(diào)節(jié)機構(gòu)之間的鋼絲繩不與碼頭側(cè)邊垂直。
[0008]所述調(diào)節(jié)機構(gòu)包括匹配的螺絲和螺母，所述螺絲的螺桿上開有通孔，所述螺絲擰于突出鋼片的端部，所述螺母擰于螺絲的螺桿上，所述鋼絲繩的端部穿過通孔，通過松緊螺母調(diào)節(jié)鋼絲繩的長短。
[0009]所述鋼絲繩的端部通過鐵鉤與拉力傳感器連接。
[0010]兩滑輪的中心軸所在的平面與鋼片平行。
[0011]所述墊塊的寬度與鋼片的寬度一致。
[0012]本實用新型所達到的有益效果:1、本實用新型利用鋼片的彈性去模擬纜繩的線性和拉力，因而在不同的比尺下或在不同的纜繩性質(zhì)下只需增加或減少鋼片的數(shù)量，改變鋼片的前后位移，能又快又準確地模擬出我們需要的纜繩物理性質(zhì)；2、在模擬船舶初始狀態(tài)時，通過調(diào)節(jié)機構(gòu)調(diào)節(jié)鋼絲繩長短，來調(diào)節(jié)船舶初張力，相較于傳統(tǒng)的系纜繩打結(jié)可靠方便；3、本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，可拆卸重復(fù)使用；4、由滑輪定理，鋼絲繩左右兩端的力是一致的，可以根據(jù)需要調(diào)整滑輪組的位置以快速準確地改變初始夾角；5、本實用新型模擬系纜力不需要模擬出整根纜繩的性質(zhì)，只需在纜繩實際受到拉力的范圍內(nèi)進行模擬，節(jié)省大量時間；6、本實用新型可模擬多種不同物理性的纜繩性質(zhì)。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為滑輪組的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3為開有通孔的螺絲的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4為鋼片率定不意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本實用新型的技術(shù)方案，而不能以此來限制本實用新型的保護范圍。
[0018]如圖1所示，一種船舶系泊物理模型試驗中的系纜力模擬裝置，包括碼頭1、設(shè)置在碼頭I上的兩組模擬組件2以及分別設(shè)置在模型船3船艏和船艉的拉力傳感器4。
[0019]上述模擬組件2包括鐵夾5、墊塊8、鋼絲繩9、鋼片組和滑輪組10，鐵夾5固定在碼頭I的頂面上，鋼片組分成上層鋼片組6和下層鋼片組7，上層鋼片組6、墊塊8和下層鋼片組7依次堆疊被夾于鐵夾5的上下夾片之間，通過緊固件緊固上下夾片，使上層鋼片組6、墊塊8和下層鋼片組7固定，墊塊8的寬度與鋼片的寬度一致，這里的墊塊8采用的是有機塑料塊，上層鋼片組6和下層鋼片組7中的鋼片均與碼頭I的側(cè)邊平行，上層鋼片組6最上層的鋼片一端突出，并且突出的一端上設(shè)置有調(diào)節(jié)鋼絲繩9長短的調(diào)節(jié)機構(gòu)，滑輪組10固定在碼頭I頂面上，滑輪組10結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括兩個滑輪12，兩個滑輪12的滾動面帖靠，兩滑輪12的中心軸所在的平面與鋼片平行，鋼絲繩9的一端與拉力傳感器4連接，這里通過鐵鉤11與拉力傳感器4連接，另一端穿過滑輪組10的中心與調(diào)節(jié)機構(gòu)連接，位于滑輪組10和調(diào)節(jié)機構(gòu)之間的鋼絲繩9不與碼頭I側(cè)邊垂直。
[0020]上述調(diào)節(jié)機構(gòu)包括匹配的螺絲13和螺母15，如圖3所示，螺絲13的螺桿上開有通孔14，螺絲13擰于突出鋼片的端部，螺母15擰于螺絲13的螺桿上，鋼絲繩9的端部穿過通孔14，通過松緊螺母15調(diào)節(jié)鋼絲繩9的長短。
[0021]上述系纜力模擬裝置，在使用之前需要進行鋼片率定(率定為現(xiàn)有技術(shù)，這里不詳細敘述了，具體結(jié)構(gòu)參照圖4所示)。
[0022]上述系纜力模擬裝置，在使用時，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)連接，當采集到拉力傳感器4上的拉力偏小時，松動螺母15，縮短鋼絲繩9后擰緊螺母15固定；當偏大時，松動螺母15，伸長鋼絲繩9后擰緊螺母15固定；如此反復(fù)，直至得到我們需要的數(shù)值。
[0023]上述系纜力模擬裝置利用鋼片的彈性去模擬纜繩的線性和拉力，因而在不同的比尺下或在不同的纜繩性質(zhì)下只需增加或減少鋼片的數(shù)量，改變鋼片的前后位移，能又快又準確地模擬出我們需要的纜繩物理性質(zhì)；并且在模擬船舶初始狀態(tài)時，通過調(diào)節(jié)機構(gòu)調(diào)節(jié)鋼絲繩9長短，來調(diào)節(jié)船舶初張力，相較于傳統(tǒng)的系纜繩打結(jié)可靠方便；而且結(jié)構(gòu)簡單，可拆卸重復(fù)使用；另一方面，由滑輪定理，鋼絲繩9左右兩端的力是一致的，可以根據(jù)需要調(diào)整滑輪組10的位置以快速準確地改變初始夾角；而且模擬系纜力不需要模擬出整根纜繩的性質(zhì)，只需在纜繩實際受到拉力的范圍內(nèi)進行模擬，節(jié)省大量時間。
[0024]綜上所述這種系纜力模擬裝置，簡單輕便，成本較低，準確率高，節(jié)約時間，可以循環(huán)使用，可模擬多種不同物理性的纜繩性質(zhì)。
[0025]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種船舶系泊物理模型試驗中的系纜力模擬裝置，其特征在于:包括碼頭、設(shè)置在碼頭上的兩組模擬組件以及分別設(shè)置在模型船船艏和船艉的拉力傳感器； 所述模擬組件包括鐵夾、墊塊、鋼絲繩、鋼片組和滑輪組，所述鐵夾固定在碼頭的頂面上，所述鋼片組分成上層鋼片組和下層鋼片組，所述上層鋼片組、墊塊和下層鋼片組依次堆疊被夾于鐵夾的上下夾片之間，通過緊固件緊固上下夾片，使上層鋼片組、墊塊和下層鋼片組固定，所述上層鋼片組和下層鋼片組中的鋼片均與碼頭的側(cè)邊平行，所述上層鋼片組最上層的鋼片一端突出，并且突出的一端上設(shè)置有調(diào)節(jié)鋼絲繩長短的調(diào)節(jié)機構(gòu)，所述滑輪組固定在碼頭頂面上，所述滑輪組包括兩個滑輪，兩個滑輪的滾動面帖靠，所述鋼絲繩的一端與拉力傳感器連接，另一端穿過滑輪組的中心與調(diào)節(jié)機構(gòu)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種船舶系泊物理模型試驗中的系纜力模擬裝置，其特征在于:位于滑輪組和調(diào)節(jié)機構(gòu)之間的鋼絲繩不與碼頭側(cè)邊垂直。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種船舶系泊物理模型試驗中的系纜力模擬裝置，其特征在于:所述調(diào)節(jié)機構(gòu)包括匹配的螺絲和螺母，所述螺絲的螺桿上開有通孔，所述螺絲擰于突出鋼片的端部，所述螺母擰于螺絲的螺桿上，所述鋼絲繩的端部穿過通孔，通過松緊螺母調(diào)節(jié)鋼絲繩的長短。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種船舶系泊物理模型試驗中的系纜力模擬裝置，其特征在于:所述鋼絲繩的端部通過鐵鉤與拉力傳感器連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種船舶系泊物理模型試驗中的系纜力模擬裝置，其特征在于:兩滑輪的中心軸所在的平面與鋼片平行。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種船舶系泊物理模型試驗中的系纜力模擬裝置，其特征在于:所述墊塊的寬度與鋼片的寬度一致。
【專利摘要】本實用新型公開了一種船舶系泊物理模型試驗中的系纜力模擬裝置，包括碼頭、設(shè)置在碼頭上的兩組模擬組件以及分別設(shè)置在模型船船艏和船艉的拉力傳感器；模擬組件包括鐵夾、墊塊、鋼絲繩、鋼片組和滑輪組，鐵夾固定在碼頭的頂面上，鋼片組分成上層鋼片組和下層鋼片組，上層鋼片組、墊塊和下層鋼片組依次堆疊被夾于鐵夾的上下夾片之間，通過緊固件緊固上下夾片，上層鋼片組最上層的鋼片一端突出，并且突出的一端上設(shè)置有調(diào)節(jié)鋼絲繩長短的調(diào)節(jié)機構(gòu)，滑輪組固定在碼頭頂面上，鋼絲繩的一端與拉力傳感器連接，另一端穿過滑輪組的中心與調(diào)節(jié)機構(gòu)連接。簡單輕便，成本較低，準確率高，節(jié)約時間，可以循環(huán)使用，可模擬多種不同物理性的纜繩性質(zhì)。
【IPC分類】G01M99/00
【公開號】CN204924689
【申請?zhí)枴緾N201520661442
【發(fā)明人】沈旭偉, 嚴士常, 鐘雄華, 楊越, 范力陽
【申請人】河海大學
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年8月28日