[发明专利]一种用于潜水器载体框架承载试验时的变形测量方法

说明书

本发明涉及一种用于潜水器载体框架承载试验时的变形测量方法，将载体框架吊装于起吊工装上，在载体框架上固定刚性坐标架，并配置加载系统；在加载前和加载时，利用激光跟踪仪同步采集载体框架测点和刚性坐标架测点的三维坐标，根据图形学的三维空间坐标变换方法，基于加载时刚性坐标架的测量值结合加载前的测量值获得载体框架的中间解算值，即载体框架仅平移和偏转带来的位移值，然后再由加载时载体框架的测量值结合中间解算值，获得载体框架的变形值；上述方式能够准确获取承载时载体框架的变形值，并能够用于多个位置的测算，以全面评估框架整体变形情况，大大提高并保证了载体框架变形测量的精度。

技术领域

本发明涉及潜水器技术领域，尤其是一种用于潜水器载体框架承载试验时的变形测量方法。

背景技术

潜水器载体框架建造完成后，须进行极限承载试验，以验证设计可靠性和制造质量。

现有技术中，承载试验时载体框架变形量的测量方法通常为：载体框架被悬挂半空并调整为水平状态，在起吊点附件安装一激光光源，光源发射的水平光线照射到框架外垂直布置的标有刻度的白纸上；框架底部通过悬挂重物或者液压油缸的方式施加垂直向下的极限载荷，测量加载前和加载时白纸上光源移动的距离，即为框架的变形量。

现有用于测量载体框架变形量的方法，存在一定的不足：第一，起吊状态的载体框架在载荷作用下，会发生不同程度的偏转和移动，导致测量的变形量并非框架自身的变形量，而是叠加了整个起吊系统(载体框架和起吊工况)的偏转和移动的位移值；第二，该方法仅能获取框架艏部的纵倾量，数据单一，无法获取框架在各个位置的变形量。

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用于潜水器载体框架承载试验时的变形测量方法，从而能够准确获取承载时载体框架的变形值，并能够用于多个位置的测算，以全面评估框架整体变形情况，大大提高并保证了载体框架变形测量的精度。

本发明所采用的技术方案如下：

一种用于潜水器载体框架承载试验时的变形测量方法，包括如下步骤：

将载体框架吊装于起吊工装上，并安装加载系统；

将刚性坐标架固定于载体框架前侧面上，在刚性坐标架相互垂直的三个坐标臂端部分别固定激光靶球一，在载体框架底部水平梁上沿着长度方向间隔固定激光靶球二；

在载体框架前方设定角度处固定激光跟踪仪，由激光跟踪仪建立坐标系，并读取所有激光靶球一、激光靶球二的三维坐标，形成加载前刚性坐标架上所有激光靶球一的坐标矩阵G，加载前载体框架上所有激光靶球二的坐标矩阵T；

由加载系统向载体框架施加向下的载荷并保持载荷的施加，待载体框架稳定时，再次由激光跟踪仪读取所有激光靶球一、激光靶球二的三维坐标，形成加载时刚性坐标架上所有激光靶球一的坐标矩阵G′，加载时载体框架上所有激光靶球二的坐标矩阵T′；

由G、G′和T获得T″，T″为载体框架仅发生偏转和平移、而不发生自身形变时所有激光靶球二的坐标矩阵；

由T′和T″获得载体框架形变情况下，所有激光靶球二的变形量矩阵D，实现变形的测量。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述刚性坐标架的其中一个坐标臂垂直于载体框架的前侧面布设，该坐标臂向后延伸有安装臂，安装臂端部与载体框架固定。

所述刚性坐标架的另外两个坐标臂分别呈竖直和水平布设，三个坐标臂端部的前侧面上分别固定激光靶球一。

加载前载体框架底部水平梁与水平布设的坐标臂相互平行设置。

所述加载系统为悬挂的重物或是液压油缸的驱动。