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原文传递模型冰弯曲强度测量装置及其使用方法

专利名称：	模型冰弯曲强度测量装置及其使用方法
摘要：	本发明涉及模型冰弯曲强度测量装置及其使用方法，包括门型架，其内顶面竖直向下安装电动推杆，电动推杆输出端依次安装压力传感器和压杆座，压杆座上转动安装压杆；位于电动推杆正下方的地面上安装支杆，支杆顶部安装与压杆垂直的横梁，横梁上通过两端的滚轮放置模型冰；支杆侧面对称安装竖直朝上的位移传感器；电动推杆驱动压杆下行，压杆两端分别与位移传感器接触，中部则接触并施压于模型冰，在压杆继续下行过程中模型冰断裂，通过外部计算机获得该过程中压力传感器和位移传感器的测量值，从而计算出模型冰的弯曲强度和弹性模量。本发明促进了冰环境实验室中模型冰弯曲强度的可控和调整，操作方便，测量精度和效率高。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	中国船舶科学研究中心(中国船舶重工集团公司第七0二研究所)
发明人：	李明政;田于逵;季少鹏;寇莹;国威
专利状态：	有效
申请日期：	2019-09-17T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-19T00:00:00+0800
申请号：	CN201910873758.9
公开号：	CN110470548A
代理机构：	无锡华源专利商标事务所(普通合伙)
代理人：	聂启新
分类号：	G01N3/20(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	214082 江苏省无锡市山水东路222号
主权项：	1.一种模型冰弯曲强度测量装置，其特征在于：包括安装于地面的门型架(1)，所述门型架(1)内顶面安装有支架一(3)，支架一(3)上竖直向下安装有电动推杆(2)，电动推杆(2)的输出端安装有压力传感器(4)，压力传感器(4)的底部安装有压杆座(5)，所述压杆座(5)上转动安装有压杆(6)；位于电动推杆(2)正下方的地面上还安装有支杆(9)，支杆(9)顶部安装有横梁(10)，所述横梁(10)与压杆(6)相互垂直；所述横梁(10)顶部的两端分别安装有滚轮座(11)，两个滚轮座(11)上均安装有滚轮(12)，两个滚轮(12)上共同放置有模型冰(8)；所述支杆(9)侧面对称安装有竖直朝上的位移传感器(16)；所述压杆(6)两端端部分别位于两个位移传感器(16)顶部的上方，压杆(6)中部位于模型冰(8)的上方。 2.如权利要求1所述的模型冰弯曲强度测量装置，其特征在于：所述支杆(9)侧面向外对称安装有支撑座(13)，单个支撑座(13)端部向上安装有支架二(14)，支架二(14)顶部通过夹紧座(15)安装有位移传感器(16)。 3.如权利要求2所述的模型冰弯曲强度测量装置，其特征在于：所述夹紧座(15)的结构为：包括U形结构的座本体(151)，所述座本体(151)的U形内底部设为贯通的圆孔(152)，所述座本体(151)两侧壁开有螺钉孔(153)；所述位移传感器(16)贯穿圆孔(152)安装，并通过螺钉孔(153)内的夹紧螺钉紧固；贯穿座本体(151)还开有用于与支架二(14)紧固的安装孔(154)。 4.如权利要求1所述的模型冰弯曲强度测量装置，其特征在于：单个滚轮座(11)的截面为“∏”形结构，所述滚轮座(11)底部卡装在横梁(10)上，并通过紧固件(17)固定；单个滚轮座(11)顶面的两端头分别安装有滚轮支撑块(18)，两个滚轮支撑块(18)通过轴承(19)共同安装有滚轮(12)；位于轴承(19)外侧的滚轮支撑块(18)端部还安装有轴承端盖(20)。 5.如权利要求4所述的模型冰弯曲强度测量装置，其特征在于：所述横梁(10)两端部对称开有多个间隔的孔，所述紧固件(17)通过其中一个孔固定滚轮座(11)。 6.如权利要求1所述的模型冰弯曲强度测量装置，其特征在于：所述压杆座(5)为倒置的U形结构，所述压杆(6)嵌装在压杆座(5)底部，所述压杆(6)与压杆座(5)通过转轴(7)连接并相对摆动。 7.如权利要求1或6所述的模型冰弯曲强度测量装置，其特征在于：所述压杆(6)的底部为弧形结构，所述压杆(6)与模型冰(8)之间为线接触。 8.如权利要求1所述的模型冰弯曲强度测量装置，其特征在于：所述位移传感器(16)为LVDT传感器，所述位移传感器(16)顶部的探头高于模型冰(8)的上表面。 9.一种权利要求1所述的模型冰弯曲强度测量装置的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：第一步：将模型冰(8)放置于滚轮(12)上；调节两侧位移传感器(16)顶部高度一致；第二步：电动推杆(2)工作，推动压力传感器(4)下行，进而压杆座(5)带动压杆(6)下行；压杆(6)两端分别与两个位移传感器(16)接触，压杆(6)继续下行直至其底面与模型冰(8)接触；通过外部计算机采集此时压力传感器(4)与位移传感器(16)的测量值；第三步：压杆(6)在电动推杆(2)的驱动下继续下行，直至压杆(6)将模型冰(8)压断，通过外部计算机实时采集该过程中压力传感器(4)与位移传感器(16)的测量值；第四步：由第三步中的实时测量，获得模型冰(8)断裂前压力传感器(4)与位移传感器(16)的测量值，进而获得模型冰(8)断裂前承受的最大压力值和最大变形量值，最大变形量值为两个位移传感器(16)测量值的均值。 10.如权利要求9所述的模型冰弯曲强度测量装置的使用方法，其特征在于：根据第四步中模型冰(8)承受的最大压力值，计算模型冰(8)的弯曲强度，如下式：其中：σ为模型冰(8)的弯曲强度；Pmax为模型冰(8)断裂前的最大压力；L为模型冰(8)位于两个滚轮(12)之间的长度；B为模型冰(8)的宽度；h为模型冰(8)的厚度；根据第四步中模型冰(8)的最大变形量值，计算模型冰(8)的弹性模量，如下式：其中：E为模型冰(8)的弹性模量；δ为模型冰(8)的最大变形量值。
所属类别：	发明专利