一种甲板上浪试验的冲水装置的制作方法

本发明涉及船舶甲板上浪试验设备技术领域，特指一种甲板上浪试验的冲水装置。

背景技术：

随着海上运输向深远海发展，作为海上运输载体的船舶要面对各种恶劣海况的考验。由风暴诱发的恶劣海浪会引发船舶大幅非线性摇摆运动和甲板上浪冲击，会对船舶结构产生巨大的甲板上浪冲击压力，严重的上浪冲击载荷会冲坏甲板室和舷墙，甚至是压扁舱口盖，冲塌舶楼甲板，打坏舰上武备，而且恶化船舶稳性，对内陆、近海运输船和各种小型渔船等无舱盖船舶，甲板上浪严重时，波浪会涌进船舱，甚至造成船舶倾覆。一般来说，甲板上浪有两种情形:一种是聚集在一起的水体冲上甲板，沿着甲板产生一股速度不断增加的水流，冲向甲板上的设备和甲板室，形成对甲板的冲击载荷；另一类是翻卷状的波浪，直接砰击甲板室，产生巨大的冲击载荷。因此研究甲板上浪冲击载荷对于船舶航行安全具有重要意义。

对于测试甲板上浪冲击装置和方法，目前已经公开了一些专利，如中国发明专利授权公告号cn106596045a公开了一种船舶甲板上浪试验装置与试验方法，包括试验基座、透明pvc软挡板、挡板固定片、夹具墩、冲水槽与试件板，冲水槽一端对应设置有冲水装置，冲水槽另一端与夹具墩铰接连接，夹具墩固定连接于试验基座上，试件板与挡板固定片分别固定连接于夹具墩上，透明pvc软挡板上部与挡板固定片对应连接，试件板上的测点上对应设有应变片与位移计，所述应变片与位移计电连接于计算机。该设备虽然可以在实验室内进行甲板上浪试验，但是由于该装置在调整测试条件时需要对冲水槽频繁更换以改变冲水流量、冲水角度以及冲力大小，操作比较复杂，而且所述冲水槽只有一端与夹具墩铰接连接，因此会比较容易发生脱落故障，故现有技术还有较大的改善空间。

技术实现要素：

针对以上问题，本发明提供了一种甲板上浪试验的冲水装置，旨在实现在不同高度和不同角度的条件下利用水流冲击甲板，定量的测量水流冲击对甲板的动力响应的冲水装置。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种甲板上浪试验的冲水装置，包括冲水装置、方形水管以及甲板上浪试件，所述甲板上浪试件上的测试点对应设有应变片以及位移计，所述应变片与位移计连接于计算机，所述方形水管一端与所述冲水装置固定连接，其另一端与所述甲板上浪试件固定连接；所述冲水装置包括水箱、升降台以及冲水阀，所述水箱底部与所述升降台相连接；所述冲水阀一端与所述水箱相连接，其另一端与所述方形水管相连接。这样设置，通过所述水箱、升降台以及冲水阀联合实现对水流冲击速度，水流流量，水流冲击角度，冲击水流的形状以及冲击位置等多个参数的调整控制，从而实现定量测试水流冲击对甲板的动力响应，具有结构简单，操作方便，测试效果好，制造运行成本合理的优点。

根据以上技术方案，所述升降台包括支撑板以及若干升降杆，所述升降杆上设有若干插销以及若干插销孔，所述插销插入不同的插销孔内可调整所述升降杆处于不同的高度。这样设置，可以通过调整所述升降杆不同的高度以及不同的倾斜角度以达到获取测试时有不同的水流冲击速度，水流流量，水流冲击角度，冲击水流的形状以及冲击位置等多个参数条件的目的。

根据以上技术方案，所述支撑板上设有螺孔，所述水箱底部设有固定座，所述固定座上设有螺栓a，所述固定座通过所述螺栓a穿设于所述螺孔内与所述支撑板固定连接。这样设置，可以使所述水箱与所述升降台固定连接，通过调整所述升降台的高度以及倾斜度，以使所述水箱同时可以跟随调整不同的高度以及倾斜度，以达到获取测试时有不同的水流冲击速度，水流流量，水流冲击角度，冲击水流的形状以及冲击位置等多个参数条件的目的。

根据以上技术方案，所述水箱底部设有出水口，所述出水口内设有水箱阀，所述出水口下方连接有由pvc透明钢丝水管制成的软接头，所述水箱阀与所述出水口匹配设置。这样设置，可以通过所述水箱阀的开启或者关闭以达到水箱水流的瞬间开启或者关闭的目的。

根据以上技术方案，所述水箱阀上固定设有把手，所述把手垂直向上延伸至水箱外。这样设置，可以通过操作把手来控制所述水箱阀，以达到水箱水流的瞬间开启或者关闭的目的，便于操作。

根据以上技术方案，所述冲水阀包括冲水阀架、挡水板、橡胶垫、刻度尺以及若干螺栓b，所述冲水阀架包括方孔端以及圆孔端，所述方孔端与所述圆孔端固定连接后形成矩形空腔，所述刻度尺嵌于所述挡水板上，所述挡水板插入所述矩形空腔内；所述橡胶垫固定设于所述方孔端以及圆孔端之间；所述方孔端通过若干螺栓b与所述方形水管固定连接；所述圆孔端通过若干螺栓b与pvc透明钢丝水管制成的软接头固定连接。这样设置，通过旋紧所述螺栓b可将所述方孔端以及圆孔端固定连接，同时将橡胶垫夹紧，并将所述挡水板插入矩形空腔内与所述橡胶垫夹紧，实现冲水阀的密封；当松开所述螺栓b，可以对所述挡水板进行上下调节，以此调节冲水的流量和冲水形状；所述方形水管固定连接于所述冲水阀，使方形水管有两个支撑点，稳固耐用。

根据以上所述方案，所述方孔端的两侧以及底部设有槽形伸出端，所述槽形伸出端上设有若干沉头螺孔；所述沉头螺孔内穿入螺栓b使所述方孔端与所述圆孔端固定连接，并在所述方孔端与所述圆孔端中间夹紧所述橡胶垫；所述方孔端中间开有方形孔，所述方形孔周边开有若干沉头螺孔；所述圆孔端中间伸出圆形管接头，所述圆形管接头内径刚好是所述方形孔的外接圆。这样设置，可以使所述冲水阀具有很好的密封性，提高所述冲水阀出水量的精确度。

本发明所述的一种甲板上浪试验的冲水装置，包括冲水装置、方形水管以及甲板上浪试件，所述甲板上浪试件上的测试点对应设有应变片以及位移计，所述应变片与位移计电连接于计算机，所述方形水管一端与所述冲水装置固定连接，其另一端与所述甲板上浪试件固定连接；所述冲水装置包括水箱、升降台以及冲水阀，所述水箱底部与所述升降台相连接；所述冲水阀一端与所述水箱相连接，其另一端与所述方形水管相连接，通过所述水箱、升降台以及冲水阀联合实现对水流冲击速度，水流流量，水流冲击角度，冲击水流的形状以及冲击位置等多个参数的调整控制，从而实现定量测试水流冲击对甲板的动力响应，具有结构简单，操作方便，测试效果好，制造运行成本合理的优点。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图；

图2是本发明升降台结构示意图；

图3是本发明水箱结构俯视图；

图4是本发明水箱结构侧视图；

图5是本发明冲水阀分解结构示意图；

图6是本发明冲水阀打开状态示意图；

图7是本发明冲水阀关闭状态示意图。

1、冲水装置；10、水箱；11、升降台；12、冲水阀；2、方形水管；3、甲板上浪试件；4、出水口；40、水箱阀；41、把手；42、固定座；43、螺栓a；5、冲水阀架；51、挡水板；52、橡胶垫；53、刻度尺；54、螺栓b；55、矩形空腔；57、方孔端；58、圆孔端；59、槽形伸出端；60、沉头螺孔；62、方形孔；63、圆形管接头6、软接头；7、支撑板；70、升降杆；71、插销；72、插销孔；73、螺孔。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。

如图1至图7所示，本发明所述的一种甲板上浪试验的冲水装置，包括冲水装置1、方形水管2以及甲板上浪试件3，所述甲板上浪试件3上的测试点对应设有应变片以及位移计，所述应变片与位移计连接于计算机，所述方形水管2一端与所述冲水装置1固定连接，其另一端与所述甲板上浪试件3固定连接；所述冲水装置1包括水箱10、升降台11以及冲水阀12，所述水箱10底部与所述升降台11相连接；所述冲水阀12一端与所述水箱10相连接，其另一端与所述方形水管2相连接。

作为本发明的主要发明点，所述升降台11包括支撑板7以及若干升降杆70，所述升降杆70上设有若干插销71以及若干插销孔72，所述插销71插入不同的插销孔72内可调整所述升降杆70处于不同的高度。通过调整所述升降杆70不同的高度以及不同的倾斜角度以达到获取测试时有不同的水流冲击速度，水流流量，水流冲击角度，冲击水流的形状以及冲击位置等多个参数条件的目的，从而实现定量测试水流冲击对甲板的动力响应，具有结构简单，操作方便，测试效果好，制造运行成本合理的优点。

进一步的，所述支撑板7上设有螺孔72，所述水箱10底部设有固定座42，所述固定座42上设有螺栓a43，所述固定座42通过所述螺栓a43穿设于所述螺孔73内与所述支撑板7固定连接。这样可以使所述水箱10与所述升降台11固定连接，通过调整所述升降台11的高度以及倾斜度，以使所述水箱10同时可以跟随调整不同的高度，以达到获取测试时有不同的水流冲击速度，水流流量，水流冲击角度，冲击水流的形状以及冲击位置等多个参数条件的目的。

进一步的，所述水箱10底部设有出水口4，所述出水口4内设有水箱阀40，所述出水口4下方连接有软接头6，所述水箱阀40与所述出水口4匹配设置。这样可以通过所述水箱阀40的开启或者关闭以达到水箱10水流的瞬间开启或者关闭的目的。

进一步的，所述水箱阀40上固定设有把手41，所述把手41垂直向上延伸至水箱10外。这样可以通过操作所述把手41来控制所述水箱阀40，以达到水箱10水流的瞬间开启或者关闭的目的，便于操作。

进一步的，所述冲水阀12包括冲水阀架5、挡水板51、橡胶垫52、刻度尺53以及若干螺栓b54，所述冲水阀架5包括方孔端57以及圆孔端58，所述方孔端57与所述圆孔端58固定连接后形成矩形空腔55，所述刻度尺53嵌于所述挡水板51上，所述挡水板51插入所述矩形空腔55内；所述橡胶垫52固定设于所述方孔端57以及圆孔端58之间；所述方孔端57通过若干螺栓b54与所述方形水管2固定连接；所述圆孔端58通过若干螺栓b54与pvc透明钢丝水管制成的软接头6固定连接。通过旋紧所述螺栓b54可将所述方孔端57以及圆孔端58固定连接，同时将橡胶垫52夹紧，并将所述挡水板51插入矩形空腔55内与所述橡胶垫52夹紧，实现冲水阀12的密封；当松开所述螺栓b54，可以对所述挡水板51进行上下调节，以此调节冲水的流量和冲水形状；所述方形水管2固定连接于所述冲水阀12，使方形水管2有两个支撑点，稳固耐用。

具体地，所述方孔端57的两侧以及底部设有槽形伸出端59，所述槽形伸出端59上设有若干沉头螺孔60；所述沉头螺孔60内穿入螺栓b54使所述方孔端57与所述圆孔端58固定连接，并在所述方孔端57与所述圆孔端58中间夹紧所述橡胶垫52；所述方孔端57中间开有方形孔62，所述方形孔62周边开有若干沉头螺孔60；所述圆孔端58中间伸出圆形管接头63，所述圆形管接头63内径刚好是所述方形孔62的外接圆。这样可以使所述冲水阀12具有很好的密封性，提高所述冲水阀12出水量的精确度。

本发明的工作原理如下：

首先将所述升降台11的升降杆70调到所需要的高度，把插销71插入对应的插销孔72内固定，然后将水箱10通过螺栓a43与所述升降台11的支撑板7连接固定。接着，将水箱阀40插入水箱底部的出水口4内，实现水箱10的封闭。将冲水阀12通过连接软接头6与水箱10底部的出水口4连接密封固定，然后将方形水管2与冲水阀12密封连接。将方形水管2另一端放到甲板上浪试件3的试验需要位置，然后将水箱10加满水，待冲水阀12按照刻度调节到合适开口后，拉开水箱阀40，这时水流沿方形水管2冲击到甲板上浪试件3上，一次甲板上浪冲击试验完成。

当以相同水箱10高度以及相同水流形状来进行不同冲水位置试验时，只需要改变所述方形水管2与甲板上浪试件3的相对位置，然后关闭水箱阀40，在水箱10内加满水，然后拉开水箱阀40，则水流沿方形水管2冲击到甲板上浪试件3上，第二次甲板上浪冲击试验完成；

当需要改变水流流量，可以观察挡水板51的刻度，松开螺栓b54，接着根据所需要的刻度上拉或者下压所述挡水板51以改变挡水板所处的位置，调节好冲水阀12的开口大小，然后再重新旋紧螺栓b54顶紧挡水板51，关闭水箱阀40，在水箱10内注上水，然后拉开水箱阀40，则水流沿方形水管2冲击到甲板上浪试件3上，第三次甲板上浪冲击试验完成；

当需要改变冲水高度和冲水速度时，先调节升降台11的高度，关闭水箱阀40，然后在水箱10内注上水，然后再拉开水箱阀40，则水流沿方形水管2冲击到甲板上浪试件3上，第四次甲板上浪冲击试验完成；

依次进行上述试验操作，实现所需要的各项甲板上浪的冲水试验。

以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但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范围之内。