技术特征:
1.一种海工结构物试验模型多轴向惯量自动测量与调节装置,它包括测量机构,其特征是:它还包括支撑机构(1)、摆动机构(2)和旋转机构(3),所述支撑机构(1)包括支架(5)、防倾支杆(6)、顶针托(7)和顶针托支座(8),支架(5)由管件组成,底部设有所述防倾支杆(6),支架(5)顶部设有顶针托支座(8),顶针托(7)通过四个定位销(7a)与顶针托支座(8)滑动连接,其顶部开有凹槽(7b),支撑机构(1)左右对称放置,通过顶针(9)和顶针托(7)与摆动机构(2)相连接;所述摆动机构(2)包括采用空心方管制作的一号摆架(10)、二号摆架(11)和旋转台支座(12),一号摆架(10)和二号摆架(11)为叉形结构,外侧顶部均设有顶针(9),旋转台支座(12)呈中心对称,中心处有轴孔(12b),内部侧面安装有弹簧销(14),通过旋转台支座(12)的支座套杆(12a)套接在一号摆架套杆(10a)上,一号摆架套杆(10a)采用便于二号摆架叉杆(11a)插入的结构,在一号摆架(10)、二号摆架(11)和旋转台支座(12)套接在一起后用紧固螺栓(13)固定;所述旋转机构(3)包括旋转台(15)、转轴(16)和插孔(17),旋转台(15)为轮状结构,中心处下部设有转轴(16),内部每隔30度角设有径向撑杆(15a),每个径向撑杆(15a)侧面设有插孔(17),旋转机构(3)通过转轴(16)与摆动机构(2)的旋转台支座(12)连接,上面放置试验模型(4);所述测量机构的角度传感器(18)固定在摆动机构(2)上,压力传感器(19)安装在顶针托(7)和顶针托支座(8)之间,角度传感器(18)和压力传感器(19)均连接PC采集系统(20)。2.根据权利要求1所述的一种海工结构物试验模型多轴向惯量自动测量与调节装置的使用方法,其特征是:包括下列步骤:(a)安装首先,测量试验模型(4)的横向和纵向方向上的尺寸,根据其最大的尺寸确定摆动机构(2)的长度,然后将旋转台支座(12)与一号摆架(10)进行套接,随后将一号摆架(10)和二号摆架(11)进行套接,调整各机构位置,确保旋转台支座(12)在摆动机构(2)的中间位置,最后用紧固螺栓(13)固定,在一号摆架(10)上安装上角度传感器(18);根据摆动机构(2)的大小确定支撑机构(1)的位置,同时在顶针托支座(8)和顶针托(7)之间安装压力传感器(19),传感器都接入PC采集系统(20);将旋转机构(3)安装在旋转台支座(12)上,并通过弹簧销(14)固定,最后将已安装好的摆动机构(2)和旋转机构(3)吊装到支撑机构(1)上,完成安装过程;(b)摆动机构(2)自身重量、垂向重心位置及惯量的测定安装完成后,分别记录两个压力传感器(19)上的数据,得到摆动机构(2)的重量;对摆动机构(2)施加一恒力,使其偏转一角度,运用力矩平衡原理,即求得垂向重心位置;对摆动机构(2)施加外力,使其自由摆动,并记录角度传感器(18)的数据,用处理得到的数据求出摆动周期,计算其自身的转动惯量;(c)试验模型(4)重量的测定与调节将试验模型(4)吊装到旋转台(15)上,分别记录两个压力传感器(20)的数据,并根据之前记录的数据,计算出模型的重量,若重量不满足试验要求,则使用压铁进行调节;(d)试验模型(4)重心位置的确定与调节纵向重心位置的测定,首先测量两个顶针(9)的水平距离,再在试验模型(4)上取一与模型纵向方向垂直的参考面,并测量该参考面与其中一个顶针(9)之间的距离,并读取另一端压力传感器(19)的数据,然后利用力矩平衡原理,计算出重心纵向位置距参考平面的距离;横向重心位置的测定方法类似,只需将旋转台(15)旋转90°后重复操作;垂向重心位置的确定,使模型中纵剖面与基准面垂直,模型重心与两顶针(9)末端连线在同一铅垂面上,然后对摆动机构(2)施加一外力,使其有一偏转角,然后利用前面已求得的摆动机构(2)自身的重量、重心垂向位置以及模型重量数据,运用力矩平衡原理,求得模型重心垂向位置;若不满足要求,调整模型内压铁的放置位置,重新进行测定,直至满足要求为止;(e)试验模型(4)惯量的测定利用复摆原理,在模型的重量、重心位置均满足要求后,给调节台施加一外力,使调节台摆动,并记录角度传感器(18)的数据,处理数据得摆动周期,求得此时总的惯性矩,再利用已求得的摆动机构(2)自身惯量、模型重量以及其重心位置数据,得到模型自身的惯量;(f)测量工作完毕后,整理仪器,将调节台拆卸,进行保管。