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1、C 日 / 2 中国船 舶工业总公 司指导生技术文件 CB / 22 4 8一8 8 水面舰船模波浪载荷测试规程 S P e c i f i c a t 1 o no fWa v eL o a d M e a s u r e me n tf o r Mo d e l o fN a v a ls u r f a c es h i P 1 9 8 8一0 9一2 3 发布 1 9 8 8一 0 9一 2 3 实施 中 国船 舶 工 业 总 公 司 批 准 中国 船舶工业总公司 指导性技术文件 水 面 舰 船 模 波 浪 载 荷 测 试 规 程 C B/ Z 248 一 88 S P e c i f
2、 ic a t i o no f Wa v eL o a dM e a s u r e m e n t f o r M o d e l o f N a v a IS u r f a c es h iP分 类 号: u l l 主题内容与适用范围 沐标准 规 定了 永面 舰 船 船 模按 相同 的 准 则 进行波 浪载 荷 模型 试 验，以 保 证试 验 结 果的 正 确性、 可 靠性。 本标准适用于一般排水船舶的船模波浪载荷试验，对特种船舶或海洋工程的模型试验可参照执行 相似律 2. 1 以 模型 试驻来研究 船舶的波浪载 荷. 试验船模必需同时满足流 体及结构的动力特性 相似. 2 之 按耐
3、 波 性试 验 船 模的要 求 ， 流 体动 力特 性相 似需 满 足几何 相 似， 傅 汝德 教相 等的 流 体动 力 相似，斯图罗哈数相等的 运动相似. 2 . 3 试验船模需满 足与实船结构的动力特性相似，其相似的决定性准则是:沿 船长的重量分布 按缩尺平 方比 例压载;船模承受纵总弯曲的 构件， 其沼 船长的剖面惯性矩与材料弹性模数的 乘积按 缩尺的五 次方绍小. 2. 4 对于低速常规线型的 船舶，或者是以低翔波琅载荷为主的 船舶，可以 允许船模只考虑其总 振动第一谐调自 振频率与实船相似. 2 . 5 符号 及定义见 表 1 表 符号量 的 名 称 单 位 妞 朔H 苗 s 琴 5
4、 1 日 . 对 万 a 双 5. Na l a m 卫 a i a . p g 波浪弯矩全幅值 中 拱波浪弯矩幅值 中 垂波浪弯矩幅值 砰击振动弯矩幅值 波浪切力全幅值 中 拱 波 浪 切 力 幅 值. 中垂波浪切力幅值 砰击振动切力幅值 船 首 端 砰击 压 力 值 水的密度 重 力加速度 中国船舶工业总公司1 9 8 8 一 09 一 23发布 CB / 22 4 8一8 8 续表 符 号 量 的名 称单位 工 刀 T 二 A 船长 ( 两柱间长) 船宽( 型宽 ) 吃水 波高幅值 功( 米 ) ( 米 ) 功( 米 ) 口( 米 ) 船模设计及加 工制造原则 3 . 1 试验船模 可以
5、选用弹性模量较低的 合适利 一料，使整体船模满足流体及结构的动力特性相仪 3 之分 段龙 骨 型 船模 3 . 2 . 1 船模外型、 重量分布或质量棍性矩的调整来保证流 体动力相似.而 船模参加纵总弯曲的 构件，由 相当于实船的主龙骨来承受. 3 . 2 . 之 分段船模的外壳板设法不参与纵总 弯d 七 .此时.船权外元材料一般可选用铝板或玻璃钢 利 淞， 主龙骨可选用铝合金型材或钢质型材等. 3.2.3分 段 船 壳 外 板 不 参 加 总 弯 曲 的 长 度 应 不 大 于 六 分 之 一 船 长 ._ _ 3 . 3对 于 而 模 翁 浪 试 验 测 量 垂 向 、 水 平 及 扭 转
6、 三 个 波 浪 载 荷 时 ， 船 权 纵 向 主 龙 骨 的 设 计 原 则 上 要 满足主 船体垂向弯曲、 水平弯曲 及扭转的结构动力特性 相似，其剖面形状可 选用圆截面. 应变 片的贴 片布局 则与垂向 弯矩、 水平弯矩及扭矩的电 测法相适应. 试验 船模准备 溯 定空 船模 重 量分 布， 并 与 实 船重 量 分布比 较， 确 定沼 船模长 及 配 置压 载. 复 校 纵向 质量 惯性 矩并 调 整横 向 质 量惯 性 矩、 重心的 纵向 及垂 向 位 置. 静水中校验浮态. 铡量总 振动各谐调的自 振颧率、模态和阻尼. 夸矩及切力的线性及灵敏度校验。 试验 5 . 1船模拖曳试脸
7、研究波浪载荷可以不计及纵荡 运动. 5 . 乞对于高 速 舰船的 船 模波 浪载 荷 试验 ， 应 尽可 能 进 行自 航 试验 . 5 . 3船模的 波浪 载 有试 验应 同时 记 测 运动( 纵 摇、 垂荡 及横 摇等) 和随 车的 浪高 ; 出 现 波 浪 砰 击 载荷应记侧船首端的船玻相对位移及首底砰击压力. 5 . 4 规则波中低频波浪弯矩的传递函 数试验，其试验波高一般取J / 匕 。 ，波长范围为。 4 3 . O L ; 但应 完 成固 定 航速、 固 定波 长 的变 放高 试验， 以 弄清 放 浪弯 矩随 波高 的 非线 性 程 度 . 5 . 5进行非线性波浪弯矩或船体砰击
8、响应的 特定试验研究时，根据水池造波能力，期望试验最大 波 高 达 到工 丫 1 。 J “ 今 ， 但 试 验 航 速 应 考 虑 实 船 在 波 浪 中 的 相 应 失 速 量 . 5 . 6不 规 则波 情 况下的 模型 试验 ，当出 现 有首 底 砰 击、 首外 飘 砰 击 或上浪 砰击 现象 时， 为 保 证 遭 C S / 22 4 8 一8 8 遇 到 不少于胭 。 个 事 件子样教来 进行统计分析， 郡模 须 沙行多次 交复认验 5 . 7对于高 遮舰 船廿。 . 之 5 ) 翔棋的放双载 有试验需先 成静水航速中出 现兴波弯拒的 记测 5 . 日务必 在每次亚浪 弯矩 切力)
9、 试验 记柳之前， 记录奸故沮 夸矩 切力 的 客线.以 便分 辨中 拱和中 垂夸 矩 切力 ) 的 不 同 兰值 波浪载 荷 的 校验、记录 及数据分析 6 . 1波 浪载荷的 校脸 应在试验前 和试验后分别 进行. 且静权 量程一般应略 超过预撇最大 复程的 范 围 。 6 . 之如果试验前、后两 次的静 荷校验系数相差 超出 没量系统的随 机误差范 围，则应检查 原因. 井 决定议 脸结果是否可 信 ， 或者进行 重复性试验. 6 ， 3 在进行波浪载 荷模型试 验前 ，原则上要完 成 静 水状态的派 振试脸 . 淑 定船模 自 由总 振动各谐调 的预 牟、樱态及 结构 皿 尼. 6 .
10、 规MJJ波 与不规则波的试验 记录， 尽可能采 用应变仪一微 机的数据记录 采集系统， 井进行即 时 分 析， 期望在 每次试脸后的消波间隔 内能尽连决 定本次认验 记洲 是否有效. 不规 则玻鹅模放浪载 荷记测的戮拐 处理 6 . 1 对波浪载 荷讯 号. 包括放浪 记 录 在内，除丁 做谓分析外。 还要做峰一峰 值 统计 分析。中 拱及中垂各 分量的统计分析， 共中包括直方图、 平均值、有义 值、最大 值 以 及理论统计 分布拟合的栓 验 等 . 6 . 5 . 2 可 以 直 接汹货船模在饭 浪 中的 切力 值池 可利几两 个纵向考矩 讯号之差的教据处理 方法. 求 得般模各站的 切力
11、值. 6 . 5 . 3 通常恐 兜 放浪载荷的 原始 记录 讯号具有低缎 t 波浪 ) 及漏 濒 ( 郑体总 振 动 ) 成份的迭合 应对原 始记 录先进行谱 分析.弄清其能 微谱 随细率的 分布仿况， 特别是 确定高 频成份的几 个主频率; 戴后 对原始记录分别进 行低通泌波、带 通滤波及高通旅旋 处理。以 分滤出 低翔波浪夸矩 成份及各诺调 高颇 扳动响 应成份.低翔波 浪夸距成份可 仿波浪及运动 讯号 处理分析( 对非线性现象.要 分辨中 拱及 中垂弯矩 童值 ) ;高翔 成份可按不同如 率成份单独统计 分析 ， 如类理统计 其振动响应的幅 值、 出 观概 牟、 各谙调派动的实际 结构
12、困 尼 对数滚 喊率) ; 或者按所有高 颇成份一井统 计分析. 试 脸结果的 标 准表 达 形 式 试脸结 果以 无因次系数 表达. ， . 1 放浪夸矩 全 幅 值的无因次表 达 式 为 中 拱波浪 夸 矩 福值的无因次 表达式为 3 中 垂波浪 夸 矩 幅值的无因欢 表达 式 为 砰击扳 动弯 矩 幅值的无因 次表达式为 M 乙 p g 占 之 扫 人 ” H p 己 乙 2 刀 人 助g p 占 工 公 卫 几 儿 5 几 a . p 君 工 . 卫 ( 人 CB / 22 4 8一8 8 波浪切力全幅值的无因次表达式为 双 ZPg 玉B乙人 中拱波浪切力幅值的无因次表 达式 为 双任
13、 p g 毛 习 乙 A 中垂波浪切力幅值的无因 次表达式 为 砰击振动切力幅值的无因 次表达式 为 刀s p g 工 B A 双 5 工 a m Pg毛BCA 首端砰击压力的无因次表达式为 rsla 班 T 1 。 当弯矩及切力与放高 呈非线性关系时，以 M Pg 乙3 B 刀 p g 毛Z B 形式表达 附加说明: 本标准由舰船理专业组提出. 本标准由七0二所归口. 本标准由七0二所负责起草. C B / 22 4 8 一8 8 编 写说 明 1 . 根 据 我 们掌握国外自54 年 以 来舰船波浪载 荷船模试验的大 量技术资料.包 括试脸船模的 议计、试驻 方法、步骤 及溯 量结果的表 达等， 又经历自己多 艘舰船授型( 如。 5 1 、。 5 3 、 。 5 5 、7 1 还 指出 可 以 利用 讯 号 处理上的方 便 . 对测量内容及其 处理后的力学 含义 可以 在试验前做 好设想 ， 如 二个讯号之和或差. 就会有不同的力学 含义等.