Установка для исследований воздействия волн и льда на модели гидротехнических сооружений Советский патент 1989 года по МПК E02B1/02 

W и В-б

(Л

ел ю

00 О5 tsD

to

Фиг.}

составляющей. На направлянщих 5 балки 4 портала установлена каретка 6 с корпусом 7, в котором на карданном шарнире 15 к щзшу 14 вертикального датчика 13 подвешена опора 8 с моделью 26, размещенной в ледовом поле 27. В корпусе 7 в двух плоскостях вокруг модели 26 установлены горизонтальные датчики 18 и 21, щупы кото- рых взаимодействуют с опорой 8 модели 26. При перемещении портала и каретки. 6 горизонтально в двух взаимно перпендикулярных направлениях ледовое поле 27 оказывает силовое воздействие на модель 26 как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях. Датчики 13, 18 и 21 передают на регистрирующую аппаратуру сигналы, по которым судят о степени и направлении воздействия ледового поля 27 на модель 26 гидротехнического сооружения. 3 з.Пр ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к строительству гидротехнических сооружений и может быть использовано при проектировании морских буровых опор на акваториях замерзающих морей. Цель изобретения - повышение достоверности исследований за счет синхронного измерения вертикальной и горизонтальной составляющих при одновременном определении направления горизонтальной составляющей. На направляющих 5 балки 4 портала установлена каретка 6 с корпусом 7, в котором на карданном шарнире 15 к щупу 14 вертикального датчика 13 подвешена опора 8 с моделью 26, размещенной в ледовом поле 27. В корпусе 7 в двух плоскостях вокруг модели 26 установлены горизонтальные датчики 18 и 21, щупы которых взаимодействуют с опорой 8 модели 26. При перемещении портала и каретки 6 горизонтально в двух взаимно перпендикулярных направлениях ледовое поле 27 оказывает силовое воздействие на модель 26 как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях. Датчики 13, 18 и 21 передают на регистрирующую аппаратуру сигналы, по которым судят о степени и направлении воздействия ледового поля 27 на модель 26 гидротехнического сооружения. 3 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения воздействия .волн и льда на модели гидротехни- ческих сооружений.

Цель изобретения - повьшение достоверности исследований за счет синхронного измерения вертикальной и горизонтальной составляющих воз-

действий.

На фиг 1 изображена установка, вид спереди; на фиг 2 - вид А на фиг о 1; на фиг, 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 3; на фиг. 5 - узел I на фиг. 3} на фкг, 6 - разрез Г-Г на фиг. 5; на фиг. 7 - разрез Д-Д на фиг. 5; на фиг 8 - разрез Е-Е на Фиг. 7.

Установка для исследований воздействия льда на мс- ли гидротехнических сооружений содержит портал 1, установленный подвижно на горизон- . тальных направляющих 2 основания 3. Портал 1 включает балку 4 с расположенными на ней горизонтальными на- правляюищми 5, перпендикулярными направляющим 2о На направляющих 5 установлена консольно каретка 6, несущая корпус 7, в котором установлена вертикальная опора 8. Корпус 7 смонтирован на каретке 6 посредством горизонтальной оси 9, параллельной направляющим 5, и оснащен фиксатором рабочего положения относительно каретки 6. Фиксатор содержит шпонку 10 закрепленную на каретке 6 и размещенную в пазу 11 корпуса 7, и резьбовое соединение 12. На корпусе 7 ус

тановлен вертикально силоизмеритель- ный тензорезисторный датчик 13 сжатия - растяжения, щуп 14 которого направлен вниз. К концу щупа 14 под0

5

Q 5

д з

5

вешена при помощи карданного шарнира 15 вертикальная опора 8, верхняя часть которой размещена в отверстии 16 с радиальным зазором В корпусе 7 в двух горизонтальных плоскостях на базовом расстоянии L друг от друга смонтированы две группы датчиков, в каждой Из которых размещено по крайней мере три датчика: 17-19 - в верхнем сечении и 20-22 - в нижнем сечении. Датчики 17и20, 18 и 21 и т.д. размещены попарно в одной вертикальной плоскости, причем два из них в каждой плоскости размещены предпочтительно в плоскостях, параллельных направляющим 2 или 5. Щупы 23 к.аждого из датчиков 17-22 обращены к опоре 8 и размещены вокруг нее. В исходном положении щупы 23 всех датчиков 17-22 находятся в контакте с опорой 8 непосредственно или через толкатели 24 (фиг. 8), вьтол- ненные из антифрикционного материала, или с злементами 25 качения.

Модель 26 может быть вьтолнена с возможностью отсоединения от опоры 8 для оперативной смены моделей 26 различных форм и типоразмеров, при этом плоскость разъема размещается вне корпуса 7. Модель 26 размещается в ледовом массиве 27,

Установка оснащена приводом 28 i(гидропривод) перемещения портала 1, установленным на основании 3, и приводом 29 перемещения каретки 6, установленным на портале 1 и выполненным, например, в виде винтового механизма (фиг. 1, 2).

В качестве основания 3 при испытании в натурных у словиях может быть использован массив льда в зоне испытываемого участка либо участок берега. Регистрирующая аппаратура для записи показаний датчиков не показана.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении модель 26 опущена в ледовое поле 27. В зависимости от условий испытаний перемещение испытьшаемой модели 8 осуществляют одновременной или раздельной работой приводов 28 и 29, что обусловливает прямолинейную или криволинейную траекторию перемещения модели 26.

Так как физические харасктеристики массива льда непостоянны, то усилие разрушения льда моделью 26 в процесс ее перемещения непостоянно как по величине, так и по направлению. Реакции от усилия разрушения льда непрерывно замеряют вертикальным датчиком 13 сжатия-растяжения и горизонтальными датчиками 17-19 и 20-22 и фиксируются регистрирующей аппаратурой, что позволяет определить для конкретного участка ледового поля 27 в каждый конкретный момент времени величину, направление и место приложения к модели 26, равнодействующей от усилия разрушения льда. В зависимости о направления (в плане) горизонтальной составляющей S. в каждой из групп датчиков 17-22 включаются в работу, как правило, два датчика, векторная показаний которых определяет полную величину реакций в каждой плоскости опоры 8, т.е.

N И

N + М + М.

Величина горизонтальной составляющей Sj. определяется по формуле S М - N.

Координата точки приложения S вдоль оси опоры 8 определяется из соотношения

, NL

1-Направление действия составляющей ; § 1- определяется по формуле

, N М 1 о( arctg jjjT arctg --.

Вертикальная составлякицая Sg рав нодействукяцей от воздействия льда измеряется датчиком 13, фиксирующим величину и направление S g. При зтом усилие Sg передается через опору 8, шарнир 15 на щуп 14 датчика 13. Из0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

мерение датчика 13 обладает некото- , рой погрешностью, обусловленной наличием трения между щупами 23 и опорой 8, находящейся под действием горизонтальной составляющей. Величина вертикальной составляющей S определяется следующим образом:

Sj F + (N + N + М + М )ju ,

где F - показания датчика 13;

- коэффициент трения в паре

модель 8 - щупы 23. Величина равнодействующей воздействия льда на модель 26 определяется из уравнения § Sg + S.

Формула изобретения

71523622

8

тирован на каретке посредством го-- ризонтального шарнира и снабжен фиксатором рабочего положения.

0U8.f

37

Фиг. 2

1523622

В-8

11

Ю

Фм.Ч

Г

7

Н. Гунько

Фиг.

Составитель А. Сергеев Техред Л.Олийнык

8

7

2

Корректор И, Муска