Установка для исследований воздействия льда на модель гидротехнического сооружения

, 16771 2 В 1/02,(51 ЯРс М а 1атюнтн-т;, БИБЛИ 01:Н НИ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Ленинградское специальное проектное и конструкторско-технологическое бюро гидротехнических стальных конструкций и механизмов Ленгидросталь(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЛЬДА НА МОДЕЛЬ ГИДРОТЕХНИЧЕСКОГО СООРУЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - упрощение конструкции, повышение точности измерения вертикальной составляющей усилия, действующего на модель, и расширение эксплуатационных возможностей за счет замера крутящего момента, деиствующего на модель. Установка содержит корпус 1, в котором установлена штанга 2 с укрепленной в ее нижней части исследуемой моделью 3. В корпусе 1 в двух уровнях в вертикал ь ной плоскости, совпадающей с на пра влением перемещения, смонтированы датчики 4, 5 и 6, взаимодействующие с опорой 7 верхнего уровня и опорой 8 нижнего уровня. Датчики 4 и 5 установлены в нижнем уровне и расположены под углом один к другому по разные стороны от горизонтали. Датчик 6 верхнего уровня расположен горизонтально. В корпусе 1 расположены фиксаторы 0 и 11, обеспечивающие беззазорную установку опор 7 и 8 относительно датчиков 6, 4 и 5, Для замера крутящего момента установка снабжена дополнительным датчиком, а опора 7 выполнена с двумя рабочими поверхностями 9, расположенными симметрично относительно штанги 2, 1 з. п, ф-лы, 5 ил.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения воздействия льда на модели гидротехнических сооружений.Цель изобретения - упрощение конструкции, повышение точности измерения вертикальной составляющей усилия, действующего на модель и расширение эксплуатационных возможностей устройства за счет замера крутящего момента, действующего на модель.ОНа фиг.изображена установка, вид сбоку; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг, 1; на фиг. 4 расчетная схема установки; на фиг. 5 то же, для замера крутящего момента.Установка для исследований воздействия льда на модель гидротехнического сооружения содержит корпус 1, перемещающийся горизонтально относительно исследуемой среды. Привод перемещения корпуса и направляющие на фиг. 1 не показаны. В корпусе 20установлена штанга 2 с укрепленной в ее нижней части исследуемой моделью 3.В корпусе 1 в двух уровнях в вертикальной плоскости, совпадающей с направлением перемещения, смонтированы сялоязмерятельны датчики 4 - 6, взаимодействующие с опорой 7 верхнего уровня и опорой 8 нижнего уровня. В одном из уровней, например нижнем (фиг. 2), датчики 4 и 5 расположены под углом один к другому по разные стороны от горизонтали. Датчик дру гого уровня (на фиг.- верхнего) расположен горизонтально.Рабочие поверхности 9 опор 7 и 8 выполнены в виде выпуклой криволинейной поверхности, например цилиндра.В верхней части корпусарасположен фиксатор 10, обеспечивающий беззазорную установку (например, при помошя поджимного винта) верхней опоры 7 штанги 2 относительно датчика 6 верхнего уровня. В нижней части корпуса 1 расположен фиксатор 11, обеспечивающий беззазорную уста новку нижней опоры 8 относительно силоизмерительных датчиков 4 и 5. Показания датчиков регистрируются на измерительном блоке (не показан).Для замера крутящего момента на одном из уровней, например верхнем (фиг. 3), опора выполнена в виде горизонтального стержня 12, снабженного двумя рабочими поверхностями, расположенными симметрично относительно штанги 2 и взаимодействующими с датчиком 6 верхнего уровня и дополнительно смонтированным в корпусе 1 датчиком 13. Для восприятия возможных воздействий на модель, в направлении не совпадающем : направлением перемещения, корпусснабжен упорами (не показаны), взаимодейст. вующими со штангой 2 и ограничиваюгцими перемещение ее в направлении, перпендикулярном направлению перемещения модели.При необходимости замера этих воздействий указанные упоры могут быть выполнены в виде датчиков.Устройство работает следующим образом.В исходном положении (фиг. 1) модель находится в исследуемой среде, устройство неподвижно, Показания датчика 6 верхнего уровня и датчика 5 нижнего уровня равны нулю. Величина показаний датчика 4 нижнего уровня зависит от веса силоизмерительной штанги с закрепленной на ней исследуемой моделью и является постоянной для данной модели.После начала движения модели относительно исследуемой среды (в направлении стрелки на фиг. 1) возникает равнодействующая сила сопротивления перемещению модели, которая создает нагрузку на датчики.На схеме (фиг. 4) приведены следующие обозначения:В, Г, Д - сялоизмерятельные датчики (соответствуют позициям 4, 5 и 6 на фяг. 1);Е фиксатор штангиа, а - углы расположения продольной оси датчиков нижнего уровня относительно горизонта;Я - яла действия исследуемой среды на модель;Р - горизонтальная составляющая силы Й;Р - вертикальная составляющая силы Й;Р, Р - результирующие силы, действующие ка датчики соответствующего уровня под действием силы РЛ, Л Л - усиляя, действующие на датчики от силы Р,Л," - усилие, действующее на датчик Г от вертикальной силы;Н - расстояние межд, у)овкямя расположения датчиков;6 - расстояние по вертикали от точки приложения силы Р на модель до горизонтальной плоскости, через которую проходит сила Р6 - сила веса штанги с исследуемой моделью.При предлагаемой кокструкция устройства горизонтальное усилие, действующее на модель, всспрякимается датчиками обоях уровнея, а вертикальное усилиев завяся 1 ости от напоавлекяя д-йствяя силь только датчиком В яля Г нижнего уровня.Усилия от горязонталькой составляюпейяа ,датчики верхкего уровня состав 1 яют: В случае, когда ка верхнем уровне находится Один датчик, Д( /2+с 25 1.2 - е а30 при этом 2 сояа Изобпетенг тотипом раси: можности уст щего момента также упрост точность изм яющей возде откуда=(Л - Л;) зтельно, сила Р ( Следоввверх.Аналогикальной и направчен 40 чно апре илып и ляетс величина верварианте покаормула изооретения а вве 6 4 случая:чена вниз;правлена в правлена в рх; рх. Горизонтальноедатчики нижнегорианта 12 и 3 - Рг силие овня,еиствующее н авно: для ва; для вариант- Р - 2 Лвс- 2. йг. сова 5й Лв Усилия на датчики нижнего уровня отсилы При равенстве углов расположения дат чиков В и Г относительно горизонталиа=а=а 21нагрузки Лг и Л на датчики от действия силы Рравны и составляют В процессе перемещения модели производятся замеры показаний усилий, действующих на датчики.При замерах возможны следующие ва. рианты показаний датчиков В и Г:Лв (Лг2 фв =Л;3. Лв)ЪСоотношения величин показаний датчиков зависят от величины и направления действия силы Р, которая может быть направлена вверх или вниз, при этом сила веса штанги с моделью может увеличивать или уменьшать нагрузку на датчики.При первом варианте усилия, действую щие на датчики, равныв =,ЛвЛ=Л,+Л",т с р второьзаний.Сила Р =6 и направлеП ри третьем ва ри антеРв =Р - Л ) гаПри этом могут быть трР )О - сила Рв направР =0 - сила Рв =6 и наРв (О - сила.Рв (6 и на Величина горизонтальной составляюР, действующей на модель, равна:Лl)Лlв Р=2Лвсола - Л/л,; при,Ъ;. (Р=2 Л. сова - Лlд. 6Расстояние по вертикали до точки приложения силы Рна модель составляет:для варианта 12.Ъ сова - Лдля вариантов 2 и 3ЛЬ Ч2 Л соа - Ль,.г 10Крутящий момент, действующий на модель, равен: м =6На расчетной схеме устройства для оп.ределения крутящего момента (фиг. 5) вве дены следующие обозначения:Д, Дг - датчики верхнего уровня;- расстояние между датчиками верхнего уровня;е - величина смещения точки приложения силы гх относительно вертикальной плоскости, проходящей черездатчики В и Г нижнего уровня;, , гт, -ус и,чия, действующие на датчикиверхнего уровня:е позволяет в сравнении с проирить эксплуатационные возройства за счет замера крутя, действуюшего на модель, а ить конструкцию и . повысить ерения вертикальной составйств и й. 1. Установка для исследований воздействия льда на модель гидротехнического сооружения, включающая установленную в корпусе верхней части штангу с исследуемой моделью в нижней части и силоизмерительные датчики сжатия, размещенные в корпусе в двух уровнях и взаимодействующие с верхней частью штанги, отгичаюгЧаяся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения точности измерения вертикальной составляющей усилия, действующего на модель, верхняя часть штанги снабжена опорами, расположенными в двух уровнях, соответствуюгцих уровням датчиков, и контактирующими с последними, корпус оснащен устройствами беззазорной фиксации штанги, а датчики размещены в вертикальной плоскости, совпадающей с направлением перемещения модели, при этомна одном из уровней установлены по крайней мере. два датчика, расположенные под углом друг к другу по разные стороны от горизонтали, причем рабочие поверхности опор штанги выполнены в виде выпуклой криволинейной поверхности.2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью расширения эксплуа 8тационных возможностей за счет замера крутящего момента, действующего на модель, она дополнительно снабжена одним или несколькими датчиками, установленными в одном из уровней, причем датчики данного уровня размещены симметрично относительно одного или нескольких датчиков другого уровня,Сос тор М. Самборсканое ех ир едактор Н. Шитеваказ 3088КИПИ Государственного113035, МоПроизводственно-издательс авитель С. Лобареь д А. Кравчук Корр ж Подп комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССРсква, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5кий комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 О 1