自动化磁吸垂向释放砰击入水试验装置

技术领域

本发明涉及模型砰击入水装置技术领域，更具体地说，涉及一种自动化磁吸垂向释放砰击入水试验装置。

背景技术

当船舶在海面上行驶遭遇大波浪时，波浪会对船体造成剧烈的砰击现象。根据波浪砰击作用位置的不同，一般分为外飘砰击、艏底砰击、舷侧平台砰击以及多体船的湿甲板砰击等。强烈的砰击作用会导致船体局部结构的破坏甚至主船体强度的丧失。目前ISSC从2006年开始成立了专门的脉冲载荷委员会进行研究。砰击问题越来越引起人们的关注，由于砰击是一种船体与波浪相互作用的复杂水动力现象，砰击压力具有局部性、瞬时性及快速移动性等特点，对砰击现象的研究具有相当的难度，研究手段包括理论分析、数值计算和试验等。就目前的研究水平来看，模型试验仍然是最准确和最经济的一种手段。落体砰击试验是模型试验的一种，进行落体砰击试验必须要有相应的落体砰击试验装置。

在对模型开展垂向砰击入水试验时，主要需要考虑如何释放、如何调整模型的入水角度等问题，实现试验的自动化，既可以提高试验过程中的安全性，也可以提高试验的精度。目前常用的砰击入水试验装置存在以下问题：静止释放装置不够灵活，复杂多样的结构导致难以实现标准化、小型化和轻型化，无法实现自动化。调整角度装置复杂，并且难以满足兼顾调整横倾角与纵倾角，无法实现以目标速度以及目标角度入水的要求。因此，现有装置还有待于改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种结构合理、可根据砰击入水要求，实现模型从初始位置静止释放，实现不同入水角度的自动化磁吸垂向释放砰击入水试验装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种自动化磁吸垂向释放砰击入水试验装置，包括试验塔架，所述试验塔架上设置有滑动装置，所述滑动装置下部设置有调整角度装置，所述调整角度装置下部设置有模型，所述滑动装置上部设置有吸盘式电磁铁装置，所述吸盘式电磁铁装置通过牵引绳与卷扬机连接；

所述试验塔架包括在中部垂直设置的两根直梁、外部倾斜设置的斜梁和底部水平设置的水平梁，所述直梁和斜梁之间设置有横梁，所述直梁上的直线导轨；

所述滑动装置包括设置在直线导轨内可垂直滑动的直线轴承，所述直线轴承之间横向设置有滑块横梁，所述直线轴承之间纵向设置有连接块，所述连接块上部固定设置有圆盘；

所述调整角度装置设置在模型上的模型横梁，所述模型横梁通过连接套与双头螺柱固定连接；

所述圆盘通过双头螺柱与模型横梁固定连接；

所述吸盘式电磁铁装置包括吸盘式电磁铁，所述吸盘式电磁铁顶部设置有第一吊钩，所述卷扬机顶部设置有第二吊钩，所述第一吊钩与第二吊钩相互配合，通过控制电遥控开关实现吸盘式电磁铁的通断电，进而确定模型的位置高度。

按上述方案，所述底部水平梁与现有工装通过螺栓连接固定。

按上述方案，所述直线导轨上有凹槽，所述直线轴承设置在凹槽内。

按上述方案，所述直线导轨的长度大于直梁的长度。

按上述方案，所述双头螺柱设置为三根，所述双头螺柱的一头与连接套螺栓连接固定，所述双头螺柱的另外一头与圆盘螺栓连接固定。

按上述方案，所述连接套有两个螺纹孔，连接套的一个螺纹孔与双头螺柱连接固定，所述连接套的另外一个螺纹孔与模型横梁通过单头螺栓连接固定。

实施本发明的自动化磁吸垂向释放砰击入水试验装置，具有以下有益效果：

本发明结构合理，模型通过调整角度装置固定于滑块上，直线轴承使得滑块可以沿直线导轨自由垂向移动；滑块的夹持和释放通过吸盘式电磁铁的通断电来控制，在指定位置可以实现静止释放；调整角度装置使得模型可以以不同的倾角入水，具有很高的灵活性与兼容性，整体采用电力控制，操作方便，有效降低人员的劳作强度以及提高试验安全性。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明自动化磁吸垂向释放砰击入水试验装置的结构示意图；

图2是本发明自动化磁吸垂向释放砰击入水试验装置的侧面结构示意图；

图3是本发明的滑动装置结构示意图；

图4是本发明调整角度装置结构示意图；

图5是本发明自动化磁吸垂向释放砰击入水试验装置的使用状态图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1-5所示，本发明的自动化磁吸垂向释放砰击入水试验装置，包括试验塔架1，试验塔架1包括在中部垂直设置的两根直梁3、外部倾斜设置的斜梁4和底部水平设置的水平梁7，水平梁7上开有塔架螺纹孔6，水平梁7与现有工装通过螺栓连接固定。直梁3和斜梁4之间设置有横梁2。直梁3上设置有直线导轨5，直线导轨5的长度大于直梁3的长度，可使得模型21在入水前保持固定的入水角度，以直梁3为主要结构，横梁2和斜梁4为加强结构，提高试验塔架1的强度和稳定性。

试验塔架1上设置有滑动装置8，滑动装置8包括设置在直线导轨5内可垂直滑动的直线轴承12，直线导轨5上有凹槽，直线轴承12设置在凹槽内。直线轴承12之间横向设置有滑块横梁10，直线轴承12之间纵向设置有连接块11，连接块11上部固定设置有圆盘9；圆盘9通过双头螺柱15与模型横梁22固定连接。

滑动装置8下部设置有调整角度装置13，调整角度装置13设置在模型21上的模型横梁22，模型横梁22通过连接套16与双头螺柱15固定连接；双头螺柱15设置为三根，双头螺柱15的一头与连接套16螺栓连接固定，双头螺柱15的另外一头与圆盘9螺栓连接固定。连接套16有两个螺纹孔，连接套16的一个螺纹孔与双头螺柱15通过螺栓连接固定，连接套16的另外一个螺纹孔与模型横梁22通过单头螺栓14连接固定。

调整角度装置13下部设置有模型21，滑动装置8上部设置有吸盘式电磁铁装置，吸盘式电磁铁装置通过牵引绳与卷扬机19连接；吸盘式电磁铁装置包括吸盘式电磁铁17，吸盘式电磁铁17顶部设置有第一吊钩18，卷扬机19顶部设置有第二吊钩19，第一吊钩18与第二吊钩19相互配合，通过控制电遥控开关实现吸盘式电磁铁17的通断电，进而确定模型21的位置高度。通过调整双头螺柱15、单头螺栓14分别与连接套16的配合高度调整船艏的横倾角和纵倾角的大小。通电时，吸盘式电磁铁装置吸附滑动装置8，对整个系统夹持作用，断电时，吸盘式电磁铁17静止释放圆盘9，通过控制卷扬机19的提升高度来确定吸盘式电磁铁17的位置高度以确定圆盘9及模型21的位置高度。

本发明的优选实施例中，包括试验塔架1，试验塔架1的直梁3上设有直线导轨5，直线导轨5上设有滑动装置8，滑动装置8包括直线轴承12和圆盘9，直线轴承12可以沿着直线导轨5垂向移动，滑动装置8与调整角度装置13通过螺栓连接固定，调整角度装置13与模型21通过螺栓连接固定，滑动装置8上方设有吸盘式电磁铁17，吸盘式电磁铁17上的第一吊钩18与卷扬机19的第二吊钩19连接，组成一套释放装置。通过控制吸盘式电磁铁17的通断电实现对滑动装置8以及模型21的夹持或释放，通过调整角度装置13实现模型21入水角度的改变。

试验塔架1包括塔架横梁2、直梁3、斜梁4、水平梁7、直线导轨5和塔架螺纹孔6，试验塔架1以直梁3为主要结构，直梁3上设有直线导轨5，与滑动装置8间接相连接的模型21可沿直线导轨5垂向移动，横梁2和斜梁4为加强结构，提高试验塔架1的强度和稳定性，使得模型21在沿直线导轨5垂向移动时接近自由落体运动，水平梁7上开有塔架螺纹孔6，用于与现有工装通过普通螺栓连接固定，该试验塔架1作为砰击入水试验装置的基本框架，主要实现导向以及夹持作用，使夹持着模型21的滑动装置8沿直线导轨5垂向移动。

直线导轨5上有凹槽，直线导轨5固定于试验塔架1的直梁3上，直线导轨5的长度大于直梁3，可使得模型21在入水前保持固定的入水角度，直线导轨5上有可沿其垂向移动的滑动装置8，滑动装置8的上端设有吸盘式电磁铁17，下端连接有调整角度装置13，直线导轨5固定于试验塔架1之中，使得滑块可沿直线导轨5垂向移动。滑动装置8包括圆盘9、滑块横梁10、连接块11和直线轴承12，圆盘9与连接块11固定连接，圆盘9与连接块11通过滑块横梁10固定在直线轴承12上，直线轴承12可沿直线导轨5垂向移动，圆盘9上方与吸盘式电磁铁17配合，并且圆盘9与调整角度装置13中的三根双头螺柱15螺纹连接固定，圆盘9通过调整角度装置13与模型21螺栓连接，并且圆盘9上方与吸盘式电磁铁17配合，是系统夹持到静止释放再到沿直线导轨5垂向运动的载体。

调整角度装置13包括双头螺柱15和连接套16，双头螺柱15上部与圆盘9通过螺栓连接固定，双头螺柱15的下部与连接套16通过螺栓连接固定。连接套16有两个螺纹孔6，其中一个螺纹孔连接双头螺柱15，另一个螺纹孔连接模型21中的模型横梁22通过螺栓固定。可以通过调整双头螺柱15和单头螺栓14，分别与连接套16的配合高度调整模型21的横倾角和纵倾角的大小。吸盘式电磁铁装置包括吸盘式电磁铁17、第一吊钩18和电遥控开关，吸盘式电磁铁17上部的第一吊钩18与卷扬机19的第二吊钩19相配合，吸盘式电磁铁17置于圆盘9上，控制电遥控开关实现吸盘式电磁铁17的通断电，通电时，吸盘式电磁铁17吸附滑块，对整个系统夹持作用，断电时，吸盘式电磁铁17静止释放滑块，通过控制卷扬机19的提升高度来确定吸盘式电磁铁17的位置高度以确定滑块及模型21的位置高度。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。