[发明专利]一种船舶艉部轴系结构试验装置

说明书

本发明涉及一种船舶艉部轴系结构试验装置，解决了现有技术中船体设计制造与推进系统设计制造相互分开，没有能对大型船舶推进系统与船舶艉部结构耦合动力进行试验的试验台的缺陷，包括：内装海水用于模拟海洋的水箱，设置于水箱内用于模拟船舶的船模，设置于船模下部且伸出船模并浸没于海水用于模拟船舶尾轴的转轴，设置于船模内部的参数监测装置，及设置于转轴与水箱壁之间的加载装置。船模根据实际船舶进行模型建立，转轴与水箱壁之间的加载装置可以模拟船舶大尺度效应对推进轴系产生的影响，通过调节加载负荷，模拟船舶航行中的各种工况，船模内部的参数监测装置用于监测船舶轴系运动特性并进行分析。

技术领域

本发明涉及一种船舶试验装置，尤其是一种船舶艉部轴系结构试验装置。

背景技术

船舶尾轴作为动力推进装置系统的一部分经常承受着各种复杂的叠加力，但是由于这些力的复杂性使其难以很准确的计算。海洋是一个复杂多变的环境体系，对船舶的推进系统造成了很多难以预测的影响。而目前在船舶设计、制造、安装与故障诊断过程中，由于船体设计制造与推进系统设计制造一般是分开考虑的，因此，如何在实验条件下模拟实际的工作环境，从而检测尾轴及尾轴承的各参数就显得非常重要。

船舶轴系的工作状态在一定范围内变动，由于大型船的轴较粗和船体过大导致船体刚度不大，这些复杂多变的波浪荷载作用在船体上，会加剧船舶的船体不均匀变形和随机运动而导致振动计算产生较大误差，给轴系的振动特性计算带来了新的技术问题和困难。为了分析船体状态和波浪载荷对推进轴系的影响，本发明将船舶推进轴系与船体艉部结构系统共同作为一个研究范畴，让船舶轴系在不同状态的工况下工作，力求模拟真实船舶运行中的外力载荷，为大型船舶船体与推进系统协同设计提供依据，也为其他海洋工程船舶的特性研究提供帮助。

发明内容

本发明解决了现有技术中船体设计制造与推进系统设计制造相互分开，没有能对大型船舶推进系统与船舶艉部结构耦合动力进行试验的试验台的缺陷，提供一种船舶艉部轴系结构试验装置，能模拟大型船舶由于大尺度效应对推进轴系的影响，能有效模拟船舶航行过程中的各种工况。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种船舶艉部轴系结构试验装置，包括：内装海水用于模拟海洋的水箱，设置于水箱内用于模拟船舶的船模，设置于船模下部且伸出船模并浸没于海水用于模拟船舶尾轴的转轴，设置于船模内部的参数监测装置，及设置于转轴与水箱壁之间的加载装置。水箱内装海水模拟海洋，船模设置有转轴，转轴上固定有螺旋桨，用于模拟船舶，船模根据实际船舶进行模型建立，转轴与水箱壁之间的加载装置可以模拟船舶大尺度效应对推进轴系产生的影响，通过调节加载负荷，模拟船舶航行中的各种工况，船模内部的参数监测装置用于监测船舶轴系运动特性并进行分析；参数监测装置可以采用振动特征分析，也可以结合振动频谱和轴心轨迹进行分析。

作为优选，转轴与船模之间连接有推力轴承，船模内部设置有相连的变频电机及减速机，减速机与转轴相固定。

作为优选，加载装置采用可变拉伸长度的弹簧机构。

作为优选，弹簧机构包括弹簧、固定于弹簧一端并套置于转轴端部的轴承及固定于弹簧另一端并连接于水箱侧壁的伸缩杆。通过伸缩杆伸缩来调节弹簧的拉伸长度，从而对转轴产生不同的加载力，为了增加推进轴系可变工况，伸缩杆与水箱侧壁为可转动连接，从而改变弹簧的作用力方向。

作为优选，弹簧机构为两组，两别对称设置于转轴两侧位置。

作为优选，船模前端位置与水箱侧边通过万向球头连接，船模由水箱内海水形成悬浮支撑。

作为优选，水箱侧壁上的万向球头为上下可动结构，船模内部设置有可变配重机构。

作为优选，水箱内部连接有摇板，摇板处于转轴后方，摇板的下侧边与水箱底部相铰接，摇板与水箱侧壁之间连接有驱动缸。