[实用新型]一种波浪砰击载荷测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及海洋工程和机械工程领域，尤其是涉及一种波浪砰击载荷测 量装置。

背景技术

对于恶劣海况中海洋工程结构物的设计，能否精准地测量其在波浪作用下的 砰击载荷非常关键。在某些海区，海上结构物是基于千年甚至万年一遇的极端环境 来设计，那么极端海浪砰击产生的局部和总体载荷通常被作为重点特征参数，由此 能否提供一个砰击载荷方面合理准确的评估对海洋工程结构物的安全设计至关重 要。

迄今为止，还不存在任何可靠的数值预报算法来测定破浪砰击对海上结构物 的影响。模型试验这一方法仍是用来确定波浪砰击对海上结构物影响的行业惯例。

准确地测定波浪砰击载荷的模型试验非常具有挑战性，对压力传感器及其布 置要求苛刻。不仅要求传感器大小尺寸适宜、量程足够、采样率高、真实反映砰击 过程中的动态特性，更需要整套装置的谐振频率足够大，能够最大程度减弱共振带 来的干扰。

中国专利CN1458506A公开了一种海洋波浪载荷的测量方法，包括下列步骤： a.在海洋平台导管适当位置以悬挂方式套装一刚性圆筒；b.在刚性圆筒与导管之间， 沿其轴向间隔适当距离设置有至少两组测力传感器；c.测力传感器检测海洋波浪对 刚性圆筒的作用力，并将检测到的数据传递给现有的数据处理装置进行处理。同时 该专利还公开了一种悬挂式海洋波浪载荷测力装置，包括刚性圆筒、测力传感器和 若干连接装置。该专利采用悬挂式测量方式，易受到风力等其他震动影响，导致测 量结果不准确。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种波浪砰 击载荷测量装置，以达到精密测定任意区域波浪、水柱作用于海洋结构物、试验模型表 面的砰击载荷。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种波浪砰击载荷测量装置包括固定壳体，以及分别设于固定壳体内的测力 板和单分力传感器，所述单分力传感器为多个，多个单分力传感器沿轴向在固定壳 体内均布设置，所述测力板抵着多个单分力传感器的触头，所述固定壳体上设有安 置测力板的中空区域。

所述单分力传感器的数量为四的整数倍。

所述固定壳体通过预埋件内嵌于海洋平台上，所述测力板外表面与海洋平台 待测量区域的外表面平齐。

所述测力板外表面覆盖有用于防水的橡胶薄膜。

所述固定壳体包括外壳、固定于外壳内的底座和盖设在外壳顶面的顶盖，所 述底座为中空结构，所述测力板和单分力传感器分别设于底座的腔体内，所述中空 区域设于顶盖上。

所述底座的腔体内设有多个固定单分力传感器的固定槽，所述固定槽的内壁 上设有侧向固定螺丝孔和微型丝杠，所述微型丝杠设于侧向固定螺丝孔内并在侧向 上固定单分力传感器。

所述测力板上设有多个与单分力传感器的触头对应紧密配合的凹槽。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型装置通过设置多个单分力传感器来检测测力板受到的波浪砰击 载荷，多个单分力传感器均布设置，由单分力数值合成的单分力合力可精确地反应 波浪砰击载荷，结构简单，易于推广利用。

2、本实用新型装置通过国际先进的标准鉴定(激震力锤鉴定和楔形体自由下 落鉴定)，能有效捕捉到3微秒间隔以上的砰击力，反映出最真实的物理特性。通 过RAO(responseamplitudeoperator，响应幅值算子)曲线中可以看出，安装在浮 式海洋结构物模型后仍能保证在1000Hz的振动频率下响应幅值算子接近1，明显 高于波浪砰击的特征频率，从而避免发生共振测力过大情况，保证测到的砰击力准 确真实。

3、本实用新型装置也可精准测定脉冲水射流等一切产生砰击水动力现象中所 产生的压力，为基础研究工作提供便利，应用范围广。

4、测力板外表面覆盖有用于防水的橡胶薄膜，防止单分力传感器进水后影响 测量结构的准确性。

5、固定壳体采用分体式设计，各部件紧密配合，结构可靠，且易加工制作， 有效地降低制作难度和成本。

附图说明

图1为本实用新型装置结构的爆炸图；

图2为底座的结构示意图；

其中，(2a)为底座的立体示意图，(2b)为底座的主视示意图；(2c)为图(2b) 中C-C向剖视示意图；