Установка для исследований воздействия волн и льда на модели гидротехнических сооружений

ОЮЗ СОВЕТСНИ ЦИАЛИСТИЧЕСН УБЛИН 02 В 1/02 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ВОЗДА НА МОДЕЛИ ГИДРО(54) УСТАНОВКА ДЛЯДЕЙСТВИЯ ВОЛН И ЛЪТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕ, (21 ,(22 (46 (71 нст"Ленрно(57) Изобретение отно тельству гидротехниче и может быть использо тировании морских бур акваториях замерзающих изобретения - повыше исследований за счет мерения вертикальной составляющих при одно делении направления г ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ. ГКНТ СССР 1(56). Авторское свидетельство СССРР 473781, кл, Е 02 В 15/02, 1972,Авторское свидетельство СССРУ 94161, кл. С 01 Ь 7/02, 1951. ится к строиких сооруженийано при проеквых опор наморей, Цепь ние достоверностиинхронного изгоризонтальной ременном опре- ризонтальной1523622 510 составляющей, На направляющих 5 балки 4 портала установлена каретка 6с корпусом 7, в котором на карданномшарнире 15 к щупу 14 вертикальногодатчика 13 подвешена опора 8 с моделью 26, размещенной в ледовом поле27. 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 каИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения воздействия,волн и льда на модели гидротехнических сооружений,Цель изобретения - повышение достоверности исследований за счетсинхронного измерения вертикальнойи горизонтальной составляющих воздействий.На фиг. 1 изображена установка,вид спереди; на Фиг. 2 - вид А нафиг, 1; на фиг. 3 - разрез Б-Бна фиг. 1; на фиг, 4 - разрез В"В 30на фиг. 3; на фиг. 5 - узел 1 нафиг. 3; на фиг. 6 - разрез Г-Г нафиг. 5; на фиг. 7 - разрез Д-Д нафиг. 5; на фиг. 8 - разрез Е-Е нафиг. 7.Установка для исследований воздействия льда на мс;"ли гидротехнических сооружений содержит порталустановленный подвижно на горизон- .тальных направляющих 2 основания 3.Портал 1 включает балку 4 с расположенными иа ней горизонтальными направляющими 5, перпендикулярными направляющим 2, На направляющих 5 уста"новлена консольно каретка 6, несущая 45корпус 7, в котором установлена вертикальная опора 8. Корпус 7 смонтирован на каретке б посредством горизонтальной оси 9, параллельной направляющим 5, и оснащен фиксаторомрабочего положения относительно каретки 6. Фиксатор содержит шпонку 10,закрепленную на каретке б и разме"щенную в пазу 11 корпуса 7, и реэьбовое соединение 12, На корпусе 7 установлен вертикально силоизмерительный тензорезисторный датчик 13 сжатия - растяжения, щуп 14 которогонаправлен вниз. К концу щупа 14 под" ретки,б горизонтально в двух взаимноперпендикулярных направлениях ледовоеполе 27 оказывает силовое воздействиена модель 26 как в горизонтальном,так и в вертикальном направлениях.Датчики 13, 18 и 21 передают на регистрирующую аппаратуру сигналы, покоторым судят о степени и направлении воздействия ледового поля 27 намодель 26 гидротехнического сооружения. 3 э,п, ф-лы, 8 ил. 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 Ь друг от друга смонтированы две группы датчиков, в каждой из которых размещено по крайней мере три датчика:. 17-19 - в верх-. нем сечении и 20-22 - в нижнем сечении. Датчики 17 и 20, 18 и 21 и т.д. размещены попарно в одной вертикальной плоскости, причем два иэ них в каждой плоскости размещены предпочтительно в плоскостях, параллельных направляющим 2 или 5. Щупы 23 каждого иэ 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), выполненные из антифрикционного материала, или с элементами 25 качения.Модель 26 может быть выполнена 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 ,(гидропривод) перемещения портала .1, установленным на основании 3, и при.водом 29 перемещения каретки 6, установленным иа портале 1 и выполненным, например, в виде винтового механизма (фиг. 1, 2). В качестве основания 3 при испытании в натурных условиях может быть использован массив льда в зона испытываемого участка либо участок бере22 6 50 5 15236га. Регистрирующая аппаратура для записи показаний датчиков не показана.Устройство работает следующим образом.5В исходном положении модель 26опущена в ледовое поле 27, В зависимости от условий испытаний перемещение испытываемой модели 8 осуществляют одновременной или раздельнойработой приводов 28 и 29, что обусловливает прямолинейную или криволинейную траекторию перемещения модели 26.Хак как физические характеристикимассива льда непостоянны, то усилиеразрушения льда моделью 26 в процессеее перемещения непостоянно как повеличине, так и по направлению. Реакции от усилия разрушения льда непрерывно замеряют вертикальным датчиком13 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 приложенияк модели 26, равнодействука 1 ей от усилия разрушения льда, В зависимости от 3 Онаправления (в плане) горизонтальнойсоставляющей 8 в каждой из группдатчиков 17-22 включаются в работу,как правило, два датчика, векторнаясумаа показаний которых определяетполную величину реакций в каждойплоскости опоры 8, т.е,Й = Й + Й- l й И И +И.Величина горизонтальной составляющей Б определяется по формуле ЯИ- В.Координата точки приложения Б вдоль оси опоры 8 определяется из 45 соотношения И 1.1ВгНаправление действия составляющей ;Б, определяется по формулеВ М1 о= агсС 8 -у = агсе 8 .Вертикальная составляющая Б равнодействующей от воздействия льдаизмеряется датчиком 13, фиксирующимвеличину и направление Я , При этомусилие 8 передается через опору 8,шарнир 15 на щуп 14 датчика 13. Измерение датчика 13 обладает некоторой погрешностью, обусловленной наличием трения между щупами 23 и опорой 8, находящейся под действием горизонтальной составляющей. Величина вертикальной составляющей Б опредевляется следующим образом; где Г - показания датчика 13;р - коэффициент трения в паремодель 8 - щупы 23,Величина равнодействующейвоздействия льда на модель 26 определяетсяиз уравнения Б = Б+ Б,Формула изобретения1, Установка для исследований воздействия волн и льда на модели гидротехнических сооружений, включающаявертикальную опору с исследуемой моделью в нижней части и измерительныегоризонтальные датчики, расположенные в двух горизонтальных плоскостяхи взаимодействующие с верхней частьюопоры, о т л и ч а ю щ а я с я тем,что, с целью повышения достоверностиисследований за счет синхронного измерения вертикальной и горизонтальнойсоставляющих воздействия, она снабжена корпусом с вертикальным сквознвмотверстием, в котором размещена верхняя часть опоры, н вертикальным силоизмерительным датчиком сжатия-растяжения, установленнъие на корпусе, агоризонтальные датчики выполнены ввиде силоизмерительных датчиков сжатия, установлены внутри корпуса нсгруппированы не менее трех в каждойгоризонтальной плоскости вокруг опоры, причем опора верхней частью посредством карданного шарнира подвешена к вертикальному датчику.2. Установка по и, 1, о т л и -ч а ю щ а я с я тем, что, с целью упрощения эксплуатации, модель выполнена с возможностью отсоединения отопоры.3Установка по пп. 1 и 2, о т -л и ч а ю щ а я с я тем, что онаснабжена порталом с горизонтальныминаправляющими, подвижкой кареткой,смонтированной на направляющих портала,.и дополнительными горизонтальнымн направляющими, на которых поперек своими направлявзцими установленпортал, причем корпус смонтирован иакаретке, 15236224. Установка по п. 3, о т л и -ч а ю щ а я. с я .тем, что, с цельюупрощения эксплуатации, корпус смонтирован на каретке посредством горнзонтального шарнира и снабжен фиксатором рабочего положения.