Стенд для моделирования бортовой и килевой качки судна

 

Изобретение относится к судостроению и может быть использовано для испытаний судовых устройств и систем в условиях кач ки. Целью изобретения является повышение качества моделирования. Стенд представляет собой маятниковую систему, состоящую из балансира 2, на плечах которого установлены исследуемый объект 5 и противовес 6. Маятниковая система совершает колебательное движение по синусоидальному закону, амплитуда и период которого могут устанавливаться по требованию эксперимента. Для моделирования нерегулярной качки на балансире 2 установлены вращающиеся неуравновешенные маховики 7, масса и угловая скорость вращения могут изменяться, что позволяет получить целый спектр синусоидальных воздействий. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

(l9) (Ô1) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ss)s В 63 В 39/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ. КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1150149 (21) 4670449/1.1 (22) 30.03.89 (46) 07.05.91. Бюл, 1Ф 17 (71) Ленинградский кораблестроительный институт (72) В.Ф.Милюков и Н.Н.Пейч (53) 629;122 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1150149, кл. В 63 В 39/00; 1983. (54) СТЕНД ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ БОРТОВОЙ И КИЛЕВОЙ КАЧКИ СУДНА (57) Изобретение относится к судостроению . и может быть использовано для испытаний судовых устройств и систем в условиях качки, Целью изобретения является повышение качества моделирования. Стенд представляет собой маятниковую систему, состоящую из балансира 2, на плечах которого установлены исследуемый объект 5 и противовес 6. Маятниковая система совершает колебательное движение по синусоидальному закону, амплитуда и период которого могут устанавливаться по требованию зксперимента, Для моделирования нерегулярной качки на балансире 2 установлены вращающиеся неуравновешенные маховики 7, масса и угловая вкорость вращения могут изменяться, что позволяет получить целый спектр синусоидальных воздействий. 1 з.п, ф-лы, 5 ил.

1646946 ние F имеет место при P = 270О, т.е. при верхнем вертикальном положении вращающегося тела (фиг. 4); Таким образом, тело, вращающееся в вертикальной плоскости, установленное на балансире стенда (фиг. 1 и 2), воздействует на него силой F = Fr+ Рц, величина которой имеет min u max изменяется по синусоидальному закону (фиг. 5), 55

Изобретение относится к судостроению, а именно к проектированию и исследованию оборудования и механизмов, работающих в условиях бортовой и килевой качки судна, и является усовершенствова- 5 нием стенда по авт. св, М 1150149.

Целью изобретения является повышение качества моделирования.

На фиг. 1 изображен стенд для моделирования бортовой и килевой качки судна, об- 10 щий вид; на фиг. 2 — то же, план; на фиг. 3— схема сил, действующих на груз маховика при его вращении вокруг оси О; на фиг. 4— схемы сил, действующих на груз маховика и ри различных углах его положения относи- 15 тельно балансира„т,е. при /=0,P = 90О, P = 180, P = 270 ; на фиг. 5 — график изменения величины проекции на нормаль к балансиру равнодействующей сил, действующих на груз при его вращении вокруг оси 20

0 в зависимости от угла P — его положения относительно балансира.

Стенд для моделирования бортовой и килевой качки судна содержит подвижно установлейный на стойках 1 балансир 2, же- 25 стко связанный с осью 3, концы которой установлены в подшипниках 4, размещен- . ных в стойках 1. На одном плече балансира

2 установлен исследуемый объект 5, а на другом — противовес 6 и маховик 7 са съем- 30 ными грузами 8, Под осью 3 посредством растяжек 9 к балансиру 2 жестко присоединено твердое тело 10. Маховик ? жестко связан с осью, которая установлена в подшипниках 11, закрепленных на балансире 2, 35

Ось 12 соединена с приводом 13, который состоит из редуктора и электродвигателя

14, установленных на балансире2. Съемные грузы 8 с помощью фиксаторов 15 крепятся в любом месте маховика 7. 40

Как известно, на тело, движущееся в вертикальной плоскости по окружности с постоянной угловой скоростью со, действуют центробежная сила Ец и сила гравитации

Fr (фиг. 3). Величина и направление равно- 45 действующей F этих сил зависит от массы, радиуса вращения, частоты вращения и угла поворота j3 вращающегося тела. Максимальное значение F достигает при P = 90О, т.е. при нижнем вертикальном положении 50 вращающегося тела, а минимальное значеМоделирование бортовой и килевой качки судна осуществляется следующим образом.

В исходном положении, когда балансир

2 (фиг. 1 и 2) занимает горизонтальное положение, запускается электродвигатель 14, который через редуктор приводит во вращательное движение вокруг оси 12 маховик 7 с закрепленными на нем с помощью фиксаторов 15 грузами 8. На балансир действует переменная по величине сила, которая вызывает раскачку стенда при совпадении частоты вращения маховика и собственной частоты колебаний стенда. Раскачка стенда происходит до тех пор, пока балансир 2 не достигнет заданного угла отклонения, после чего электродвигатель 14 отключается и включается при уменьшении отклонения балансира на заданный угол. При этом исследуемый объект 5 совершает возвратно-поступательное колебательное движение с переменным ускорением по дуге окружности, моделируя бортовую качку изменением наклона и килевую. качку изменением положения в вертикальной плоскости.

Включение и отключение привода 13 маховика 7 (фиг. 1 и 2) при различных соотношениях углов а и Р (фиг. 5 ) приводит к ускорению или замедлению движения балансира 2, позволяет расширить диапазон моделируемых параметров качки, в частности дополнительного ускорения, испытываемого исследуемым объектом.

Моделирование различных частот качки производится изменением частоты собственных колебаний маятниковой системы стенда, изменением массы твердого тела 10.

Для раскачки маятниковой системы стенда, настроенной на новую собственную частоту колебаний, необходимо изменить частоту вращения маховика 7, что достигается изменением числа оборотов двигателя

14. Возможность плавного -изменения частоты вращения маховика 7 позволяет точно настраиваться на частоту собственных колебаний маятниковой системы, что позволяет более качественно регулировать амплитуду ее движения. Изменяя частоту вращения маховика 7 на качающейся маятниковой системе стенда, можно моделировать нерегулярную качку.

Для расширения диапазона воспроизводных частот и величин их влияния при моделировании нерегулярной качки на балансире 2 (фиг. 1 и 2) установлено два или более маховиков со своими приводами.

Для регулирования влияния воздействия маховика 7 на балансир 2 грузы 8 дела1646946

1

1 биг.З ются съемными и фиксируются с помощью фиксаторов 15 на любом радиусе вращения, Формула изобретения

1, Стенд для моделирования бортовой и килевой качки судна по авт. св. М 1150149, отличающийся тем, что, с целью повышения качества моделирования, он снабжен системой неуравновешенных маховиков, кинематически связанных с приводами.

5 2. Стенд по и. 1, отличающийся тем, что каждый маховик выполнен в виде рычага с закрепленными на нем грузами.

1646946

6l

P=g0

P=gt0 фгА

Фиг. S

Составитель Ю.Лазаренко

Редактор О.Юрковецкая Техред М.Моргентал Корректор G. Кравцова

; Заказ 1375, . Тираж 282 . Подписное, ВНИИПИ Государственного комитета по. изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., 4/5

Производственно=издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Г !