測力天平應用于AUV減阻實驗

實驗目的:

某高校實驗小組選取減阻效果較好的 0.3mm 溝槽,應用在 AUV 上,驗證其減阻效果。

該實驗在學校自建循環水槽進行阻力試驗。水槽總長為 17 米,高 2.8 米,其中水深為 1.5 米。寬度為 1.7 米。其工作段長度為 7米。在循環水槽進行水下阻力測試時,通常通過箭桿將平面運動機構與艇體連接。平面運動機構可以控制模型運動,便于模擬 AUV 在水下的各種運動姿態,可以通過它來預測 AUV 水下航行軌跡,以及評估 AUV 的各項性能參數。

傳感器的選擇與應用:

測力天平應用于AUV減阻實驗

本次試驗,上海耐創公司根據試驗要求研制并生產的單分量測力傳感器(防水拉壓力天平),其測量范圍是0~50N。如圖 (a)所示,測力天平上下為對稱結構,上表面與下表面的螺紋孔用于 測力天平的固定與安裝。圖b為測力天平的受力方式。如下圖所示,將測力天平的受力方向與試驗來流方向保持一致,即可測得 AUV 的阻力。

測力天平應用于AUV減阻實驗

為驗證測力天平的精準性。如下圖所示,設計了一套用于標定傳感器的標定架,使用滑輪與砝碼組成的靜態標定系統,利用標定架對測力天平進行精確標定。在加載過程中,對單軸天平的拉力和壓力方向進行測試。砝碼、測力天平和加載盤通過鋼絲繩連接的,并通過定滑輪進行導向,通過測力天平可以實時監測標定的力值。

測力天平應用于AUV減阻實驗


由于本次試驗需要測得目標 AUV 的阻力,為了滿足這一需求,在 AUV 內部,安裝耐創品牌的定制款測力天平。在外部 AUV 模型需要與平面運動機構連接。在模型內部安裝固定天平,要保證天平中心位置與模型重心位置重合,需要在模型內部安裝底板與轉換件,底部橫向結構鉆孔與艇體底板用螺絲固定連接,上部縱向結構與天平連接。橫向結構懸臂支架連接,下部固定天平。左右連接件結構,夾住了測力天平,使其達到固定的效果,更好的完成測力工作。

測試結果與效果:

經過精心的布置安裝與一系列的在線測試,耐創測力天平數出了試驗需要的各項力學數據,為試驗結果分析提供了第一手的試驗依據。結合試驗水池設施,確定阻力測試方法,研究模型支撐結構和傳感器的連接方式,減少對艇體阻力和流場測試的影響,開展艇體阻力性能測試技術研究,檢驗溝槽表面的減阻效果。通過試驗的方法,驗證了溝槽減阻的可行性。

測力天平應用于AUV減阻實驗

上海耐創測試技術有限公司的各種傳感器已廣泛應用于國內高??蒲袑嶒炇?,可針對水下、高低溫、強干擾等各類特殊工況定制化測力傳感解決方案,精準滿足多場景試驗測試需求。

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