[发明专利]基于船舶防撞装置的桥墩碰撞冲击试验装置及其试验方法

权利要求书

1.基于船舶防撞装置的桥墩碰撞冲击试验装置，其特征在于：包括水池（11）、混凝土桥墩模型（7）、船舶模型（10）、导轨（1）和平板车（6），所述水池（11）内设置有水，所述混凝土桥墩模型（7）竖直固定于水池（11）中，所述混凝土桥墩模型（7）上通过悬挂绳索（4）悬挂设置有防撞装置（9），所述水池（11）中的水上设置有船舶模型（10），所述船舶模型（10）与防撞装置（9）处于同一水平面；所述船舶模型（10）通过悬挂绳索（4）与平板车（6）悬挂连接，所述平板车（6）设置在导轨（1）上，所述导轨（1）架设在船舶模型（10）的上方；所述船舶模型（10）和平板车（6）的水平方向通过定滑轮（2）牵引设置有重物（5），所述重物（5）下坠，牵引平板车（6）和船舶模型（10）朝向混凝土桥墩模型（7）方向的防撞装置（9）碰撞；

所述重物（5）距离坠地点的距离小于船舶模型（10）的前端距离防撞装置（9）的碰撞面距离；

通过调节悬挂防撞装置（9）和船舶模型（10）的所述悬挂绳索（4）的长度来实现不同吃水深度的碰撞工况；

所述导轨（1）的一端与混凝土桥墩模型（7）顶端铰接，所述导轨（1）的另一端与支撑柱（8）连接；所述导轨（1）绕混凝土桥墩模型（7）旋转，模拟船舶模型（10）与防撞装置（9）的多角度碰撞的实验工况。

2.根据权利要求1所述基于船舶防撞装置的桥墩碰撞冲击试验装置，其特征在于：所述防撞装置（9）前方设置有两个前、后设置的光电传感器（13）。

3.根据权利要求1所述的基于船舶防撞装置的桥墩碰撞冲击试验装置的试验方法，其特征在于：试验过程分为以下阶段：

在牵引阶段中，通过重物（5）下落，牵引船舶模型（10）前进，重物（5）的一部分重力势能转化为船舶模型（10）、平板车（6）和重物（5）的动能，为船舶模型（10）提供碰撞的初始速度；

在自由滑行阶段开始时，重物（5）落到地面上，船舶模型（10）自由滑行；

在碰撞阶段开始前的瞬间，船舶模型（10）前端通过光电传感器（13），测量出船舶模型（10）与防撞装置（9）碰撞前船舶模型（10）的瞬时速度，之后发生船舶模型（10）与防撞装置（9）的碰撞。

4.根据权利要求3所述基于船舶防撞装置的桥墩碰撞冲击试验装置的试验方法，其特征在于，碰撞阶段开始前的准备阶段，如下：

在准备阶段中，选取一定质量的重物（5），根据所需的船舶模型（10）碰撞时的速度调整重物（5）的释放高度，计算出船舶模型（10）与防撞装置（9）之间的距离，调整船舶模型（10）与防撞装置（9）之间的距离；通过使支撑柱（8）和导轨（1）围绕混凝土桥墩模型（7）转动多个角度，实现船舶模型（10）与防撞装置（9）的多角度碰撞的试验工况；调节悬挂绳索（4）的长度，调节船舶模型（10）与防撞装置（9）的吃水深度；在试验阶段中，释放重物（5），经过牵引阶段、自由滑行阶段与碰撞阶段，船舶模型（10）与防撞装置（9）碰撞完成，读取光电传感器（13）测得的船舶模型（10）碰撞前的瞬时速度，即完成一次冲击试验。

5.根据权利要求3所述基于船舶防撞装置的桥墩碰撞冲击试验装置的试验方法，其特征在于：排去水池（11）中的水（12），则该试验装置可用于无水环境下的碰撞试验。