本發(fā)明涉及雙體船橫向彎矩的測量裝置及測量方法，屬于雙體船的測量領域

背景技術：

目前對于雙體船橫向彎矩研究主要集中在外載荷計算、有限元數(shù)值仿真或拖曳水池中開展船模波浪載荷實驗。前兩種基本基于理論計算，授課過程中不能讓學生進行直觀的觀察和實際的動手操作，對于加深學習印象方面存在一定的缺陷；后一種由于需要具備一定的試驗條件，目前高校中建造的拖曳水池并不多，加之其試驗成本比較大，在教學過程中存在一定的局限性，因此不適合在授課過程中對學生進行演示。由于以上客觀因素，目前在教學過程中只是列出了雙體船在橫浪狀態(tài)下的外力的探討，缺乏經濟、直觀的教學實驗器材讓學生親自動手操作從而獲得深刻的理解。

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術中存在的不足，本發(fā)明提供一種雙體船橫向彎矩的測量裝置及測量方法，通過每個水槽內的水的體積不同，模擬片體分別處于波峰與波谷，可以通過控制其相對高度來模擬不同的波高，以及配合使用水泵、水速儀來模擬不同波浪下對應的水流速度，從而模擬雙體船受到的橫向彎矩，使實驗真實，易觀察，具有說服力。

技術方案：為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的雙體船橫向彎矩的測量裝置，該雙體船由第一船體、第二船體和連接橋組成，連接橋與第一船體和第二船體分別連接，所述第一船體位于第一水槽內，在第一水槽內安裝有第一隔板，第一隔板位于第一水槽的中間，在第一水槽內垂直于隔板安裝有兩個整流板，兩個整流板和第一隔板將第一水槽分為進水區(qū)、整流區(qū)和出水區(qū)，第一船體位于整流區(qū)中，在整流區(qū)中安裝有第一水速儀，在第一水槽的一端安裝有第一水泵，第一水泵與進水管和出水管連接，進水管和出水管分別位于隔板的兩側，在第一水泵上安裝有第一流量計；所述第二船體位于第二水槽內，在第二水槽內安裝有第二隔板，第二隔板位于第二水槽的中間，在第二水槽內垂直于第二隔板安裝有兩個整流板，兩個整流板和第二隔板將第二水槽分為進水區(qū)、整流區(qū)和出水區(qū)，第二船體位于整流區(qū)中，在整流區(qū)中安裝有第二水速儀，在第二水槽的一端安裝有第二水泵，第二水泵與進水管和出水管連接，進水管和出水管分別位于第二隔板的兩側，在第二水泵上安裝有第二流量計；在第一船體上的橫艙壁與連接橋相接觸部位貼應變片，應變片通過導線與電荷放大器連接，電荷放大器依次與多通道信息采集儀和計算機連接。

作為優(yōu)選，所述第一水槽和第二水槽沿深度方向上設有若干個排水孔。

一種上述的雙體船橫向彎矩的測量裝置的測量方法，包括以下步驟：

(1)按照實驗要求，將第一水槽和第二水槽安裝完畢，將隔板和整流板分別插入到第一水槽和第二水槽中，向第一水槽和第二水槽注入等量的水；

(2)打開第一水槽和第二水槽，讓第一水槽和第二水槽的水循環(huán)流動，通過調節(jié)第一水泵和第二水泵的馬力獲得需要的水流速度，同時保證第一水速儀和第二水速儀的測量數(shù)值相同，此時分別記錄第一水泵和第二水泵上的馬力數(shù)值；

(3)將雙體船放入第一水槽和第二水槽內，調整船體平衡，然后在其中的一個水槽內加入一定量的水，并讀出其數(shù)值，此時打開對應的水泵，調整到步驟(2)中所用的馬力，觀察各個水速儀的測量數(shù)值是否相同，若不同再進行微調，保證其數(shù)值相同，最后觀察實驗現(xiàn)象，并進行整理實驗數(shù)據(jù)。

實驗時先分別在兩個水槽里注入等量的水，記錄其數(shù)值，開動水泵，使水循環(huán)流動。同時用水速儀測量其附近的水流速度，通過調整兩個水泵馬力的大小保證每個水速儀的測量值相同，記錄水泵的馬力大小，以便二次開動水泵時方便調整。此時關閉水泵，將船模放入水箱中，調整船模的平衡，平衡后在其中的一個片體水箱內單獨加入水，使兩個盛放片體的玻璃水箱形成一個水的高度差，以此來模擬一個片體位于波峰、一個片體位于波谷。然后，重新打開水泵，通過微調保證水速儀測得的流速相同，以此來模擬波浪中受到水的水動壓力。此時由于船體的重力、片體浮力、水動壓力的橫向分布不同，船舶在滿足平衡狀態(tài)的過程中，產生橫傾運動，在橫傾的過程中使船體的橫向梁產生橫向彎矩。

根據(jù)多次實驗證明，橫艙壁與連接橋相連處為應力集中區(qū)，故在實驗中貼應變片時應變片貼在橫艙壁與連接橋相連接處，此處受到的橫向彎矩最大，這樣可以使測量值更佳靈敏和明顯。

有益效果：與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

(1)本實驗裝置是一種測量雙體船橫向彎距的裝置，作為教學中的實驗裝置，通過每個水槽內的水的體積不同，模擬片體分別處于波峰與波谷，可以通過控制其相對高度來模擬不同的波高，從而模擬雙體船受到的橫向彎矩，使實驗真實，易觀察，具有說服力。

(2)現(xiàn)有的橫向彎矩數(shù)值計算方法及軟件只是基于理論，理解起來比較抽象，而本實驗裝置可以使學生了解船舶產生橫向彎矩的基本成因及橫向彎矩發(fā)生的基本原理，在實驗中船模產生橫向彎矩，可以使學生對雙體船的橫向彎矩問題有一個直觀認識與理解。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明作更進一步的說明。

如圖1所示，本發(fā)明的雙體船橫向彎矩的測量裝置，該雙體船由第一船體5、第二船體11和連接橋組成，連接橋與第一船體5和第二船體11分別連接，所述第一船體5位于第一水槽內，在第一水槽內安裝有第一隔板3，第一隔板3位于第一水槽的中間，在第一水槽內垂直于隔板安裝有兩個整流板4，兩個整流板4和第一隔板3將第一水槽分為進水區(qū)、整流區(qū)和出水區(qū)，整流區(qū)為u形狀，第一船體5位于整流區(qū)中，在整流區(qū)中安裝有第一水速儀，在第一水槽的一端安裝有第一水泵1，第一水泵1與進水管和出水管連接，進水管和出水管分別位于隔板的兩側，在第一水泵1上安裝有第一流量計；所述第二船體11位于第二水槽12內，在第二水槽12內安裝有第二隔板10，第二隔板10位于第二水槽12的中間，在第二水槽12內垂直于第二隔板10安裝有兩個整流板4，兩個整流板4和第二隔板10將第二水槽12分為進水區(qū)、整流區(qū)和出水區(qū)，第二船體11位于整流區(qū)中，在整流區(qū)中安裝有第二水速儀，在第二水槽12的一端安裝有第二水泵2，第二水泵2與進水管和出水管連接，進水管和出水管分別位于第二隔板10的兩側，在第二水泵2上安裝有第二流量計，所述第一水槽和第二水槽12沿深度方向上設有若干個排水孔；在第一船體5上的橫艙壁與連接橋相接觸部位貼應變片9，應變片9通過導線與電荷放大器6連接，電荷放大器6依次與多通道信息采集儀7和計算機8連接。

一種上述的雙體船橫向彎矩的測量裝置的測量方法，包括以下步驟：

(1)按照實驗要求，將第一水槽和第二水槽12安裝完畢，將隔板和整流板4分別插入到第一水槽和第二水槽12中，向第一水槽和第二水槽12注入等量的水；

(2)打開第一水槽和第二水槽12，讓第一水槽和第二水槽12的水循環(huán)流動，通過調節(jié)第一水泵1和第二水泵2的馬力獲得需要的水流速度，同時保證第一水速儀和第二水速儀的測量數(shù)值相同，此時分別記錄第一水泵1和第二水泵2上的馬力數(shù)值；

(3)將雙體船放入第一水槽和第二水槽12內，調整船體平衡，然后在其中的一個水槽內加入一定量的水，并讀出其數(shù)值，此時打開對應的水泵，調整到步驟(2)中所用的馬力，觀察各個水速儀的測量數(shù)值是否相同，若不同再進行微調，保證其數(shù)值相同，最后觀察實驗現(xiàn)象，并進行整理實驗數(shù)據(jù)。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出：對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。