Стенд для моделирования бортовой и килевой качки судна

(51)5 В 6 Н ОСУДАРСТВЕННЫЙ. КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Ленинградский кораблестроительный институт(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 ние качест ставляет состбящую рого устан противовес шает колеб дальному которого м ванию зкс нерегулярн новлены вр маховики 7 щения могут учить цел воздействи изобретения является повышева моделирования. Стенд пред- собой маятниковую систему, из балансира 2, на плечах котоовлены исследуемый объект 5 и б. Маятниковая система соверательное движение по синусоизакону, амплитуда и период огут устанавливаться по требоперимента, Для моделирования ой качки на балансире 2 устаащающиеся неуравновешенные , масса и угловая вкорость враизменяться, что позволяет полый спектр синусоидальных й, 1 з.п, ф-лы, 5 ил,ние Е имеет место при Р = 270 О, 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 Е = Ег+ Ец, величина которой имеет гп и и п 1 ах 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 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 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 при различных углах его положения относи тельно балансират,е. при Р= О,Р = 90 О, 3 = 180, ф = 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 Р - его положения относительно балансира.Стенд для моделирования бортовой и килевой качки судна содержит подвижно установлейный на стойках 1 балансир 2, же 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 со съем ными грузами 8, Под осью 3 посредством растяжек 9 к балансиру 2 жестко присоединено твердое тело 10, Маховикжестко 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 балансире 2. Съемные грузы 8 с помощью фиксаторов 15 крепятся в любом месте маховика 7. 40Как известно, на тело, движущееся в вертикальной плоскости по окружности с постоянной угловой скоростью в, действуют центробежная сила Ец и сила гравитации Ег (фиг, 3). Величина и направление равно действующей Е этих сил зависит от массы, радиуса вращения, частоты вращения и угла поворота Р вращающегося тела. Максимальное значение Е достигает при р = 90 О, 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 биг.З ются сьемными 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, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества моделирования, он снабжен системой неуравновешенных маховиков, кинематически связанных с приводами.5 2. Стенд по и. 1, о тл и ч а ю щи й с ятем, что каждый маховик выполнен в виде рычага с закрепленными на нем грузами., ВНИИПИ Государственного комите 113035, Москва