基于船舶防撞装置的桥墩碰撞系统的试验装置及其试验方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于船舶防撞装置的桥墩碰撞系统的试验装置及其试验方法，包括绳、固定端、摆锤、壳体、锁紧装置、防撞装置、混凝土柱、水池；所述水池内装有水，所述混凝土柱竖直固定位于水池中，所述防撞装置一侧紧靠混凝土柱一侧固定设置，所述壳体模拟船舶浮于水池中的水上，且所述壳体前端紧贴防撞装置的另一侧留有一小段距离；所述摆锤通过绳可绕固定端定轴转动；提升摆锤后释放，摆锤做弧线运动从壳体后端进入，所述摆锤摆动至最低点时通过锁紧装置与壳体形成同步运动整体，一并与防撞装置发生碰撞。本发明提供一种基于船舶防撞装置的桥墩碰撞系统的试验装置及其试验方法，考虑到了水的影响，真实地模拟有水环境下的船与防撞装置的碰撞。
【专利说明】
基于船舶防撞装置的桥墩碰撞系统的试验装置及其试验方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种船舶一防撞装置一桥墩碰撞系统的摆锤冲击试验装置，能真实地模拟有水环境下的船与防撞装置的碰撞。
【背景技术】
[0002]目前船舶撞击桥墩的事故频繁发生，往往会造成桥墩的破坏以及船舶的损毁，带来重大的安全隐患以及财产损失。为了采取相应的对策，首先应当设计试验模拟船舶的撞击过程。船舶与防撞装置或桥墩的碰撞发生在有水环境中，而之前大量的碰撞试验中并没有考虑水对碰撞的影响，这无疑是不准确的。为了提高试验的准确性，本发明中的试验装置充分考虑了碰撞过程中水的影响，使壳体与防撞装置的碰撞发生在有水环境之中，并且没有使摆锤在下落过程中与水接触，没有激起水花破坏其表面波，因而能够真实地模拟有水环境下的船与防撞装置的碰撞。
【发明内容】
[0003]发明目的:为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于船舶防撞装置的桥墩碰撞系统的试验装置及其试验方法，考虑到了水的影响，真实地模拟有水环境下的船与防撞装置的碰撞。
[0004]技术方案:为实现上述目的，本发明的技术方案如下:
[0005]基于船舶防撞装置的桥墩碰撞系统的试验装置，包括绳、固定端、摆锤、壳体、锁紧装置、防撞装置、混凝土柱、水池;所述水池内装有水，所述混凝土柱竖直固定位于水池中，所述防撞装置一侧紧靠混凝土柱一侧固定设置，所述壳体模拟船舶浮于水池中的水上，且所述壳体前端紧贴防撞装置的另一侧保留间隙设置;所述摆锤通过绳可绕固定端定轴转动;提升摆锤后释放，摆锤做弧线运动从壳体后端进入，所述摆锤摆动至最低点时通过锁紧装置与壳体形成同步运动整体，一并与防撞装置发生碰撞。
[0006]进一步的，所述壳体中段为船身模型，所述船身模型内部两侧面装有锁紧装置;所述壳体的前端包括上横隔板、下横隔板、前档板和上档板，所述前档板一侧面分别与上横隔板和下横隔板垂直固定连接，固定保持上横隔板与下横隔板之间相互平行，所述前档板的另一侧通过上档板与所述壳体中段固定连接;所述壳体尾端设置翘起的摆锤导入槽。
[0007]进一步的，所述摆锤的顶端设置有吊环，所述绳通过吊环连接摆锤;所述摆锤的两侧面分别开设开孔，所述摆锤摆动至最低点正好使所述锁紧装置卡入其内。
[0008]进一步的，所述锁紧装置包括锁舌和扳动把手，所述锁舌可卡入摆锤的两侧面分别开设的开孔中，所述扳动把手可用于拉回锁舌。
[0009]进一步的，所述摆锤导入槽底面末端高于水面，避免了水进入壳体内部。
[0010]基于船舶防撞装置的桥墩碰撞系统的试验装置的试验方法，摆锤冲击试验包括两次碰撞:第一次，碰撞为摆锤与壳体之间的碰撞，在锁紧装置的锁紧作用下，摆锤和壳体形成同步运动的整体;第二次，在第一次碰撞的基础之上，所述摆锤与壳体形成同步运动的整体与防撞装置之间的碰撞。具体如下:首先，将摆锤沿以固定端为圆心的圆弧线用提升装置提升至一定高度;其次，释放摆锤，摆锤做弧线运动，使摆锤的部分重力势能转化为摆锤的动能，沿摆锤导入槽进入壳体之中，并在其摆动到最低点时，使摆锤与壳体的前挡板发生碰撞，将摆锤的动量传递给壳体;第三，在摆锤与的前挡板发生碰撞时，恰好使锁紧装置的锁舌插入摆锤的两边开孔之中，在锁紧装置和前挡板的共同水平约束下，以及上挡板与壳体的下板提供的竖向约束下，摆锤与壳体合为一体，同步向防撞装置方向运动;第四，具有了一定速度的壳体的前端撞向防撞装置，完成试验;第五，扳动锁紧装置中的把手，使锁舌收回锁紧装置中，取消壳体与摆锤的水平方向约束，同时从壳体中拖出摆锤，即可进行重复试验。
[0011]进一步的，将防撞装置从混凝土柱上拆卸下来，即可真实地模拟有水环境下的船直接与桥墩的碰撞。
[0012]有益效果:1、通过改变摆锤的释放高度，能够精确控制壳体撞击防撞装置时的动量；
[0013]2、能够避免摆锤与壳体碰撞前激起水花，真实地模拟有水环境下的船与防撞装置的碰撞；
[0014]3、若将防撞装置从混凝土柱上拆卸下来，即可真实地模拟有水环境下的船与桥墩的碰撞。
【附图说明】
[0015]图1为本发明试验装置的三维轴测图。
[0016]图2为本发明试验装置的俯视图。
[0017]图3为本发明试验装置的正视图。
[0018]图4为本发明涉及的摆锤的三维轴测图。
[0019]图5为本发明涉及的壳体的三维轴测图。
[0020]图6为本发明涉及的锁紧装置的俯视图。
[0021 ]图7为本发明涉及的锁紧装置的三维轴测图。
[0022]图8为本发明涉及的水池的三维轴测图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0024]如附图1、2、3和8，基于船舶防撞装置的桥墩碰撞系统的试验装置，包括绳1、固定端2、摆锤3、壳体4、锁紧装置5、防撞装置6、混凝土柱7、水池8;所述水池8内装有水9，所述混凝土柱7竖直固定位于水池8中，所述防撞装置6—侧紧靠混凝土柱7—侧固定设置，所述壳体4模拟船舶浮于水池8中的水9上，且所述壳体4前端紧贴防撞装置6的另一侧保留有一小段距离的间隙；所述摆锤3通过绳I可绕固定端2定轴转动;提升摆锤3后释放，摆锤3做弧线运动从壳体4后端进入，所述摆锤3摆动至最低点时通过锁紧装置5与壳体4形成同步运动整体，一并与防撞装置6发生碰撞。
[0025]如附图5，所述壳体4中段为船身模型4-6，所述船身模型4-6内部两侧面装有锁紧装置5;所述壳体4的前端包括上横隔板4-1、下横隔板4-2、前档板4-3和上档板4-4，所述前档板4-3—侧面分别与上横隔板4-1和下横隔板4-2垂直固定连接，固定保持上横隔板4-1与下横隔板4-2之间相互平行，所述前档板4-3的另一侧通过上档板4-4与所述壳体4中段固定连接;所述壳体4尾端设置翘起的摆锤导入槽4-5，所述摆锤导入槽4-5底面末端高于水面。
[0026]如附图4，所述摆锤3的顶端设置有吊环3-1，所述绳I通过吊环3-1连接摆锤3;所述摆锤3的两侧面分别开设开孔3-2，所述摆锤3摆动至最低点正好使所述锁紧装置5卡入其内。
[0027]如附图6和7，所述锁紧装置5包括锁舌5-1和扳动把手5-2，所述锁舌5-1可卡入摆锤3的两侧面分别开设的开孔3-2中，所述扳动把手5-2可用于拉回锁舌5-1。
[0028]基于船舶防撞装置的桥墩碰撞系统的试验装置的试验方法:摆锤冲击试验包括两次碰撞:第一次，碰撞为摆锤3与壳体4之间的碰撞，在锁紧装置5的锁紧作用下，摆锤3和壳体4形成同步运动的整体;第二次，在第一次碰撞的基础之上，所述摆锤3与壳体4形成同步运动的整体与防撞装置6之间的碰撞。将防撞装置6从混凝土柱7上拆卸下来，即可真实地模拟有水环境下的船直接与桥墩的碰撞。
[0029]本发明的具体的试验使用方法为:首先，将摆锤3沿以固定端2为圆心的圆弧线用提升装置提升至一定高度。其次，释放摆锤3，摆锤3做弧线运动，使摆锤3的部分重力势能转化为摆锤3的动能，沿摆锤导入槽3-5进入壳体4之中，并在其摆动到最低点时，使摆锤3与壳体4的前挡板4-3发生碰撞，将摆锤3的动量传递给壳体4。第三，在摆锤3与的前挡板4-3发生碰撞时，恰好使锁紧装置5的锁舌5-1插入摆锤3的两边开孔3-1之中，在锁紧装置5和前挡板4-3的共同水平约束下，以及上挡板4-4与壳体4的下板提供的竖向约束下，摆锤3与壳体4合为一体，同步向防撞装置6方向运动。第四，具有了一定速度的壳体4的前端撞向防撞装置6，完成试验。第五，扳动锁紧装置5中的把手5-2，使锁舌5-1收回锁紧装置5中，取消壳体4与摆锤3的水平方向约束，同时从壳体4中拖出摆锤3，即可进行重复试验。
[0030]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.基于船舶防撞装置的桥墩碰撞系统的试验装置，其特征在于:包括绳(I)、固定端(2)、摆锤(3)、壳体(4)、锁紧装置(5)、防撞装置(6)、混凝土柱(7)、水池(8);所述水池(8)内装有水(9)，所述混凝土柱(7)竖直固定位于水池(8)中，所述防撞装置(6) —侧紧靠混凝土柱(7)—侧固定设置，所述壳体(4)模拟船舶浮于水池(8)中的水(9)上，且所述壳体(4)前端紧贴防撞装置(6)的另一侧保留间隙设置;所述摆锤(3)通过绳(I)可绕固定端(2)定轴转动;提升摆锤(3)后释放，摆锤(3)做弧线运动从壳体(4)后端进入，所述摆锤(3)摆动至最低点时通过锁紧装置(5)与壳体(4)形成同步运动整体，一并与防撞装置(6)发生碰撞。2.根据权利要求1所述基于船舶防撞装置的桥墩碰撞系统的试验装置，其特征在于:所述壳体(4)中段为船身模型(4-6)，所述船身模型(4-6)内部两侧面装有锁紧装置(5);所述壳体(4)的前端包括上横隔板(4-1)、下横隔板(4-2)、前档板(4-3)和上档板(4-4)，所述前档板(4-3)—侧面分别与上横隔板(4-1)和下横隔板(4-2)垂直固定连接，固定保持上横隔板(4-1)与下横隔板(4-2)之间相互平行，所述前档板(4-3)的另一侧通过上档板(4-4)与所述壳体(4)中段固定连接;所述壳体(4)尾端设置翘起的摆锤导入槽(4-5)。3.根据权利要求2所述基于船舶防撞装置的桥墩碰撞系统的试验装置，其特征在于:所述摆锤(3)的顶端设置有吊环(3-1)，所述绳(I)通过吊环(3-1)连接摆锤(3);所述摆锤(3)的两侧面分别开设开孔(3-2)，所述摆锤(3)摆动至最低点正好使所述锁紧装置(5)卡入其内。4.根据权利要求2或3所述基于船舶防撞装置的桥墩碰撞系统的试验装置，其特征在于:所述锁紧装置(5)包括锁舌(5-1)和扳动把手(5-2)，所述锁舌(5-1)可卡入摆锤(3)的两侧面分别开设的开孔(3-2)中，所述扳动把手(5-2)可用于拉回锁舌(5-1)。5.根据权利要求2所述基于船舶防撞装置的桥墩碰撞系统的试验装置，其特征在于:所述摆锤导入槽(4-5)底面末端高于水面。6.基于船舶防撞装置的桥墩碰撞系统的试验装置的试验方法，其特征在于，摆锤冲击试验包括两次碰撞:第一次，碰撞为摆锤(3)与壳体(4)之间的碰撞，在锁紧装置(5)的锁紧作用下，摆锤(3)和壳体(4)形成同步运动的整体;第二次，在第一次碰撞的基础之上，所述摆锤(3)与壳体4形成同步运动的整体与防撞装置(6)之间的碰撞;具体如下: 首先，将摆锤(3)沿以固定端(2)为圆心的圆弧线用提升装置提升至一定高度;其次，释放摆锤(3)，摆锤(3)做弧线运动，使摆锤(3)的部分重力势能转化为摆锤(3)的动能，沿摆锤导入槽(3-5)进入壳体(4)之中，并在其摆动到最低点时，使摆锤(3)与壳体(4)的前挡板(4-3)发生碰撞，将摆锤(3)的动量传递给壳体(4);第三，在摆锤(3)与的前挡板(4-3)发生碰撞时，恰好使锁紧装置(5)的锁舌(5-1)插入摆锤(3)的两边开孔(3-1)之中，在锁紧装置(5)和前挡板(4-3)的共同水平约束下，以及上挡板(4-4)与壳体(4)的下板提供的竖向约束下，摆锤(3)与壳体(4)合为一体，同步向防撞装置(6)方向运动;第四，具有了一定速度的壳体(4)的前端撞向防撞装置(6)，完成试验;第五，扳动锁紧装置(5)中的把手(5-2)，使锁舌(5-1)收回锁紧装置(5)中，取消壳体(4)与摆锤(3)的水平方向约束，同时从壳体(4)中拖出摆锤(3)，即可进行重复试验。7.根据权利要求6所述基于船舶防撞装置的桥墩碰撞系统的试验装置的试验方法，其特征在于:将防撞装置(6)从混凝土柱(7)上拆卸下来，即可真实地模拟有水环境下的船直接与桥墩的碰撞。
【文档编号】G01M7/08GK105841909SQ201610168532
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月23日
【发明人】万水, 杨湛, 陆文超, 田俊良, 李遂生, 郭英杰, 刘文娟, 常灿华, 张晓军
【申请人】东南大学