[发明专利]侧向载荷下加筋板动态极限强度试验装置及其试验方法

说明书

本发明涉及侧向载荷下加筋板动态极限强度试验装置及其试验方法，包括从左至右依次布置固定架、摆锤机构和升降机构；固定架侧面固装加筋板，摆锤机构上摆动安装摆锤，升降机构通过电磁释放器向上拉动摆锤，电磁释放器失电瞬间松开摆锤使其自由下摆并撞击加筋板；还有测试系统，包括设置于摆锤上的目标标记，摆锤下摆最低点正下方地基上安装光电开关，由光电开关感应目标标记经过时长；摆锤上还安装加速度传感器，加筋板上布置多组传感器组，传感器组、光电开关、加速度传感器和电磁释放器分别与数据采集系统电性连接，数据采集系统连接至测试主机；实现了加筋板在侧向载荷作用下的动态极限强度试验，极大地助力于船体结构的动态极限强度研究。

技术领域

本发明涉及极限强度试验装置技术领域，尤其是一种侧向载荷下加筋板动态极限强度试验装置及其试验方法。

背景技术

为了满足日益增长的海洋运输需求，商用船舶(如集装箱船)逐渐呈现出大型化、高速化的特征，使得船舶首部结构具有明显的外飘特征；当船舶在恶劣的海况中航行时，由于艏底及艉底出入水、外飘区域与波浪发生碰撞等情况下，船体会发生猛烈的砰击，进而引发剧烈的船体振动，称为砰击颤振。砰击颤振引起的高频振动弯矩与波浪诱导低频弯矩叠加时，会对船体总纵强度构成严重的威胁，使得船艏外飘结构呈现出典型的“瘦马”形式，严重时将使得结构发生破坏，造成巨大的经济损失、甚至威胁到人员的生命安全。根据国内外实船试验及模型试验的研究成果，砰击振动弯矩甚至达到了船体总波浪弯矩的30％～40％。因此，需要开展动态砰击载荷作用下加筋板结构极限强度研究。

现有技术中，对于加筋板结构极限承载能力的研究均为面内准静态载荷作用下的研究，而对于侧向砰击载荷作用下的结构极限强度试验，由于其载荷施加方式较为困难、载荷量值难以控制、载荷作用时间测量困难等诸多因素而无法开展相关研究。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的侧向载荷下加筋板动态极限强度试验装置及其试验方法，从而实现了加筋板在侧向载荷作用下的动态极限强度试验，极大地助力于其极限强度研究。

本发明所采用的技术方案如下：

一种侧向载荷下加筋板动态极限强度试验装置，包括从左至右依次布置有固定架、摆锤机构和升降机构；朝向摆锤机构的固定架侧面固装有加筋板，所述摆锤机构上安装有摆锤，升降机构通过电磁释放器向上拉动摆锤，电磁释放器失电瞬间松开摆锤使其自由下摆并撞击加筋板；

还包括测试系统，其结构为：包括设置于摆锤上的目标标记，位于摆锤下摆最低点正下方安装有光电开关，通过光电开关感应目标标记经过的时长；所述摆锤上还安装有加速度传感器，所述加筋板上布置有多组传感器组，所述传感器组、光电开关、加速度传感器和电磁释放器分别与数据采集系统电性连接，数据采集系统连接至测试主机。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述升降机构调整电磁释放器向上拉动摆锤的高度；

所述升降机构的结构为：包括前后间隔布置的支撑架，两个支撑架上方共同转动安装有转动轴，其中一个支撑架外侧面安装有电机，电机输出端朝上并在端头安装有相互啮合的齿轮组，齿轮组中的从动齿轮固定套装于转动轴端头；所述转动轴上绕装有钢丝绳，钢丝绳端头固装有电磁释放器；所述电机通过布置于支撑架外侧面下方的控制开关控制。

单个支撑架顶端均配装有顶板，顶板和支撑架之间共同通过轴承与转动轴转动连接，顶板固定锁装于支撑架顶端。

所述摆锤机构的结构为：包括前后间隔布置的立柱，两个立柱顶部共同转动安装有摆轴，摆轴中部转动安装有摆臂，摆臂端头固装摆锤。

单个立柱前侧和后侧均固装有加强板，单个立柱顶端均配装有顶盖，顶盖和立柱之间共同通过轴承与摆轴转动连接，顶盖固定锁装于立柱顶端；所述摆轴与摆臂之间安装有轴承。