Устройство для автоматической удифферентовки судов и определения действующих на судно перерезывающих сил и изгибающих моментов Советский патент 1961 года по МПК B63B39/14 

Удифферептовка судна заключается в нахождении его ватерлинин ла тихой воде или на волне, при которой соблюдаются условия нлавучести судна, н в иоследующем онределегнн но найденной ватерлинии энюр перерезывающих сил Q и изгибающих моментов М. Если удифферентовка судна произведена правильно, то изгнбающнй момент и перерезывающая сила по концам судна должны быть равными нулю. Существующие способы удифферентовки судов весьма трудоемки, причем результаты расчетов ставятся в зависимость от опыта расчетчика.

Предлагаемое устройство для удифферентовки судов и определения действующих на судно перерезывающих сил п изгибающих моментов позволяет ускорить и дает возможность автоматизировать расчеты. Для этого оно вынолнено в виде ряда трансформаторов, имеющих секционированные первичные обмотки. Секции первичиых обмоток своими магнитными полями моделируют силы поддержания в соответствующих отсеках по ватерл1ип1и. Вторичные обмотки первого ряда трансформаторов имеют возможность перемен аться относнтельно секций их первичных обмоток. 3. д. с., наведенные во вторичных обмотках, пропорциональны силам иоддержания. Вторичные обмотки первого ряда трансформаторов включены последовательно и в иротивофазе со вторичными обмотками второго ряда трансформаторов на первичные обмоткн третьего ряда трансформаторов. Первичные об.мотки второго ряда трансформаторов моделнрурот своими магнитными полялш силы веса в отсеках. Со вторичных обмоток третьего ряда трансформаторов снимаются иапряжеЕ1ия, пропорциональные перерезывающим силам, сумме моментов нагрузок относнтельно миделя судна п изгибающим моментам.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема блока нагрузки. На фиг. 2 - упроп;ениая кинематическая схема удифферентовывающего устройства.

ЛЬ 136639

Устрсйство выполнено из однотипных блоков нагрузки, чнсло которых равно числу теоретнческнх отсеков судна. Каждый из блоков состоит из двух трансформаторов / и //. Силы ноддержания/D,- в каждом теоретическом отсеке моделируются секциями 1 первичной обмоткн трансформатора /. Каждая секция запитывается через свой реостат 2 и, следовательно, создает магнитное поле, пропорциональное величине D в данном теоретическом отсеке по данной ватерлинии. Изменяя ток в секциях с помощью реостатов 2, можно задавать любые величины Z); . Внутри секций первичной обмотки трансформатора / перемещается его вторичная обмотка 3, в которой наводится э. д. с., пропорциональная силе поддержания, моделируемой той секцией первичной обмотки, против которой находится обмотка 3. Первичная обмотка 4 трансформатора // с номощью реостата 5 запитывается током, соответствующи.м величине сил веса Р,- в отсеке. Вторичные обмотки 5 и 5 трансформаторов / и // включены последовательно и в противофазе на первичную обмотку 7 трансформатора /// и дают напряжение, пропорциональное величине нагрузки данного отсека ,.- D;.

Со вторичных секционированных обмоток трансформаторов /// блоков нагрузки снимаются э. д. с. пронорциональные:

сумме нагрузок, то есть перерезывающей силе

Q.:r. (Р;-Д оо

где п - число отсеков;

сумме моментов нагрузок относительно миделя судна

v.kr. v(P;-D,.)-A,

о. о

где k- соответствует плечу момента;

интегральной сумме перерезьи ающих сил, то есть изгибающим моментам.

Перерезывающая снла Q,- снимается с последовательно соединенных секций А вторичных обмоток трансформаторов /// всех отсеков. Секции А подключены к переключателю таким образом, что при нахождении носледнего в первом (начальном) положении с него снимается сигнал только от секции, соответствующей первому отсеку, и величина сигнала пропорциональна нагрузке этого отсека, то есть Q. q. Следовательно, при нахождении переключателя в носледнем

(конечно.м) положении с него снимается сигнал, пропорциональный

/I величине Q; v , то есть перерезь ва1ощей силе на и-ом теоретическом щпангоуте. Таким образом, переключатель позволяет прочесть величину перерезывающей силы на любом теоретическом шпангоуте,

Сумма моментов нагрузок относительно миделя судна i,( k

снимается с последовательно соединенных секций В вторичных обмоток трансформаторов ///. Число витков в каждой секции пропорционально плечам моментов нагрузок относительно миделя судна.

Интегральная сумма перерезывающих сил (изгибающие моменты), снимается с секций С вторичных обмоток, включенных на свой переключатель так, что при нахождении последнего в начальном положении с него снимается сигнал только от секции, соответствующей перво.му отсеку, в следующем положении - второму и первому, и так далее. Количество витков этих секций пропорционально коэффициентам численного интегрирования. Следовательно, этот переключатель позволяет

прочесть величину изгибающего момента на любом теоретическом шпангоуте.

Сигналы с переключателей подаются в электронную схему (на чертеже не показана), содержащую входное устройство, усилитель с фазочувствительным выходом и триггер. В зависимости от состояния триггера через входное устройство на усилитель подается или сигнал v п

или сигнал GI k , а знак сигнала управляет работой реле. При срабатывании реле (например, от сигнала q ) включаются электродвигатели 8 9 (фиг. 2), заставляющие перемещаться дифферентующую планку 10. Дифферентующая планка с помощью промежуточных шарниров // и штоков 12 перемещает вторичные обмотки 3 внутри секционированных первичных обмоток трансформаторов / сил поддержания. При этом на вход усилителя ненрерывно подается изменяющийся

сигнал v; . Перемещение дифферентующей планки продолжается до

тех нор, иска сигнал суммы нагрузок не станет равным нулю, то есть

v 0. в этот момент контакты реле разомкнутся и займут нейтральное положение, что переведет триггер в другое состояние, при котором замкнутся другие контакты реле. Через эти контакты пройдет

сигнал v . /г и вновь включит электродвигатели 8 и 9. Дифферентующая планка начнет перемещаться и остановится в момент, когда

q k станет равной нулю.

Далее процесс удифферентовки будет продолжаться в последовательном приближении до тех пор, пока не станут равными нулю сумма нагрузок и сумма моментов нагрузок одновременно, то есть

Прекращение работы электродвигателей свидетельствует об окончании процесса удифферентовки. Контроль окончания удифферентовки ведется по электроизмерительному прибору (на чертеже не показан). После этого по шкале 13 (фиг. 2) сни.мают осадку судна и по прибору с помощью переключателей прочитывают величины перерезывающих сил и изгибающих моментов на каждом теоретическом щпангоуте.

Предмет изобретения

Устройство для автоматической удифферентовки судов и определения действующих на судно перерезывающих сил и изгибающих моментов, отличающееся тем, что, с целью ускорения и возможности автоматизации расчетов, оно выполнено в виде ряда трансформаторов с секционированными первичными обмотками, моделирующими магнитными полями секций силы поддержания в соответствующих отсеках по ватерлиниям, и с передвижными относительно секций первпчных обмоток вторичными обмотками, служащими для наведения в них э. д. с., пропорциональных силам поддержания, и включенными последовательно в противофазе со вторичными обмотками второго трансформаторов, моделирующих своими первичными обмотками силы веса в отсе- 3 -Л 136639

о

пп

S и v 1.

оо

ках, на первичные обмотки третьего ряда трансформаторов, с последоватеоТьно включенных вторичных обмоток которых снимаются сигналы, нронорцнональные перерезывающим силам, сумме моментов нагрузок относительно миделя судна и изгибающим моментам.