Устройство для измерения волнового давления на модели гидротехнических сооружений
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (u)987435 (б1) Дополнительное к авт. свид-ву(22) 3aseneso 020781 (23) 3342305/29-15 с присоединением заявки Нов (23) Приоритет—
Опубликовано 07. 01.83 Бюллетень HP 1
Дата опубликования описания 07.0183
)51) M Кп з
G 01 М 10/00//
Е 02 В 1/02
Государственный комитет
СССР ио делам изобретений н открытий
453) УДК 627 52 001
57,(088.8}
О.A.Ãàéäóê, С.И.Рогачко и И.Ш.Халфйй (72) Авторы изобретения
Л .
/
Московский ордена Трудового Красного Знамени == / инженерно-строительный институт им. В.В.Куйбышева (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВОЛНОВОГО ДАВЛЕНИЯ
НА МОДЕЛИ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЯ
Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано в экспериментальных исследованиях силового воздействия волн на модели подводных и пересекающихся со свободной поверхностью воды морских гидротехнических сооруже- ний.
Известно устройство для измерения волнового давления на модели гидротехнических сооружений, содержащее установленную в волновом лотке модель и датчики нагрузки 1).
Недостатком устройства является последовательное измерение горизонтальной, а затем вертикальной составляющих волновой нагрузки, связанное с перестановкой1 модели в соответствующее положение.
Известно также устройство для Из- мерения волнового давления на модели гидротехнических сооружений, включающее устанОвленную над дном волнового лотка модель, взаимодействующую с датчиками горизонтальной и вертикальной нагрузок (2) Недостаток известного устройства заключается в необходимости выполнения модели полой для размещения датчиков, что усложняет процесс измерения и уменьшает его точность.
Цель изобретения — упрощение и повышение точности измерения.
Бель достигается тем, что модель снабжена установочными гйездами, размещенными на верхней и нижней гранях модели, в которых установлены 0 датчики горизонтальной нагрузки, а датчики вертикальной нагрузки соединены . с моделью гибкими тягами. Причем между моделью и дном лотка размещен эластичный бандаж.
На фиг. 1 изображено устройство
15 для и рения волнового воздействия на модели гидротехнических сооруженийт на фиг. 2 — разре A-A на фиг. 1> на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 — фрагмент осциллографической записи.
На бортах волнового лотка 1 закреплены балки 2 со штангой 3, установленной с воэможностью вертикального перемещения посредством реечной па25 ры 4 °
В приямке 5, выполненном в дне б лотка 1, установлена плита 7. На плите 7 и конце штанги 3 закреплены датчики 8 горизонтальной нагрузЗ0 ки, которые размещены в гнездах 9, 9 874 35 прикрепленных к модели 10, к верхней и нижней ее граням.
К верхней грани модели 10 прикреплены планки ll. К балкам 2 посредством устройства 12 для фиксации и юстировки модели 10 и вертикальных подвесок 13 закреплены датчики 14 вертикальных нагрузок, к которым с помощью тарировочных колец 15, тяг 16 и планок 11 подвешена модель
10, Зазор между моделью 10 и дном лотка 1 перекрыт гофрированным бандажом 17.
Устройство работает следующим образом.
Исследуемая модель 10 гидротехнического сооружения с помощью устройств
12 устанавливается в строго горизонтальное положение таким образом, что головка нижнего датчика 8 находится в соответствующем гнезде 9 модели 10, 20 в полость которого предварительно внесена густая смазка, исключающая трение между головкой датчика 8 и гнездом 9.Перемещением трубчатой штанги 3 головка датчика 8 горизонталь- 25 ной нагрузки вводится в гнездо 9 модели 10, в которое также внесена густая смазка.
Взаимное расположение модели 10 и головок датчиков 8 горизонтальной ЗО нагрузки не препятствуетсвббодному перемещению модели 10 в йроцессе экспериМента в вертикальном направлении.
После описанных этапов подготовки к эскпериментам зазор между дном 35 лотка 1 и моделью 10 перекрывается резиновым бандажом 17, который исключает проникновение пульсационного давления по контакту боковой поверхности модели 10 и дном лотка 1 в приямок 5.
Тарировка датчиков 14 вертикальной нагрузки производится при наличии тарировочных колец 15, обеспечивающих строго вертикальное положение тарировбчной нагрузки. 45
Очевидно, что это обстоятельство положительно влияет на достоверность гарировочных коэффициентов кольцевых датчиков 14 вертикальной нагрузки.
После тарирозки датчиков 14 верти- 50 калькой нагрузки, на верхней грани модели 10 в различных местах устанавливаются контрольные массы, которыэ регистрируются датчиками 14 вертикальной нагрузки практически без потерь. Я
Тарировка датчиков 8 горизонтальной нагрузки осуществляется приложением тарировочного груза иа уровнях головок верхнего и нижнего датчиков 8.
Ири тарировке суммарного датчика горизонтальной нагрузки (не показан) тарировочное усилие прикладывается в точке равноудаленной по высоте модели от головок верхнего и нижнего датчиков 8 горизонтальной нагрузки..
Правильность полученных тарировочных коэффициентов подтверждается регистрацией контрольной массы, приложенной в различных точках по высоте модели 10 как верхним и нижним датчиками 8, так и датчиком суммарной нагрузки.
В процессе эксперимента при расположении гребня волны симметрично над поверхностью верхней грани модели
10 сооружения вертикальная составляющая волновой нагрузки достигнет своего максимального значения и будет наI правлена вертикально вниз при прохождении впадины волны, максимальная величина вертикальной нагрузки будет обратнЫм Знаком.
Тяги .16 модели 10 крепились к последней посредством двух накладных планок ll расположенных на поверхности модели 10. Данный прием исключил продольный дифферент модели 10 при прохождении фронта волны и дал возможность получить объективную информацию об опытных значениях горизонтальной и вертикальной составляющих волновой нагрузки, что, в свою очередь, позволяет перейти к определению опрокидывающего момента расчетным путем.
В том случае, когда гребень волны будет находиться на расстоянииЛ/4 от вертикальной оси симметрии, горизонтальная составляющая волновой нагрузки будет максимальна ввиду ее инерционной природы.
Это можно проследить на фрагменте осциллографической записи (фиг. 4), полученной в процессе экспериментов при изучении силового воздействия волн на.исследуемую модель сооружения. Верхняя кривая а принадлежит верхнему датчику 8 горизонтальной нагрузки.
Кривая в принацлежит. нижнему датчику 8 горизонтальной нагрузки.
Кривая с принадлежит суммарному датчику горизонтальной нагрузки.
Кривые d и е принадлежат датчикам 14 вертикальной нагрузки.
Для измерения видимых волновых колебаний взволнованной поверхности использовались два емкостных волнографа. Они представлены (фиг. 4) кривыми Еи р достоверность суммарной горизонтальной нагрузки взаимно контролировалась по показаниям верхнего и нижнего .датчиков 8» а также суммарного датчика горизонтальной нагрузки, При этом расхождения не превышали
1-2%, что находится в пределах точности данных измерений.
Предложенное устройство, позволяющее с достаточной степенью точности синхронно регистрировать вертикальную и горизонтальную составляющие сил волнового давления, с помощью которых
987435 возможна дальнейшая оценка суммарного опрокидывающего момента на модель сооружения, может быть широко приме-, нено для лабораторных исследований.
В результате применения устройства достоверность опытных значений вертикальной составляющей волновой нагрузки была повышена на 20-30%, а количество опытов было уменьшено вдвое.
Формула изобретения
1. Устройство для измерения волнового давления на модели гидротехнических сооружений, включающее установленную над дном волнового лотка модель, взаимодействующую с датчиками горизонтальной и вертикальной на грузок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения и повыше. ния точности измерения, модель снаб жена установочными гнездами, размещенными на верхней и нижней.граняй модели, в которых установлены датчи» ки горизонтальной нагрузки, а датчи» ки вертикальной нагрузки соединены с моделью гибкими тягами.
2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем,что между мо10 делью и дном лотка размещен эластичный бандаж
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1, Авторское свидетельство СССР
Р 930099, кл. Е 02 В 3/06, k950
2."Seventh Annual Offshore
Thechnology Conference, N, Hogben4
R.G. Standing, Experience in Com1
puting Wave Loads on Large Bodies.Boston, 1975 (прототип1.
987435
Составитель А.Кононов
Техред О. Неце
Редактор 0.%3рковецкая
Корректор С. Шекмар
Тираж 871
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, X-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 10282/28
Подписное
Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
