测力天平应用于AUV减阻实验

实验目的:

某高校实验小组选取减阻效果较好的 0.3mm 沟槽,应用在 AUV 上,验证其减阻效果。

该实验在学校自建循环水槽进行阻力试验。水槽总长为 17 米,高 2.8 米,其中水深为 1.5 米。宽度为 1.7 米。其工作段长度为 7米。在循环水槽进行水下阻力测试时,通常通过箭杆将平面运动机构与艇体连接。平面运动机构可以控制模型运动,便于模拟 AUV 在水下的各种运动姿态,可以通过它来预测 AUV 水下航行轨迹,以及评估 AUV 的各项性能参数。

传感器的选择与应用:

测力天平应用于AUV减阻实验

本次试验,上海耐创公司根据试验要求研制并生产的单分量测力传感器(防水拉压力天平),其测量范围是0~50N。如图 (a)所示,测力天平上下为对称结构,上表面与下表面的螺纹孔用于 测力天平的固定与安装。图b为测力天平的受力方式。如下图所示,将测力天平的受力方向与试验来流方向保持一致,即可测得 AUV 的阻力。

测力天平应用于AUV减阻实验

为验证测力天平的精准性。如下图所示,设计了一套用于标定传感器的标定架,使用滑轮与砝码组成的静态标定系统,利用标定架对测力天平进行精确标定。在加载过程中,对单轴天平的拉力和压力方向进行测试。砝码、测力天平和加载盘通过钢丝绳连接的,并通过定滑轮进行导向,通过测力天平可以实时监测标定的力值。

测力天平应用于AUV减阻实验


由于本次试验需要测得目标 AUV 的阻力,为了满足这一需求,在 AUV 内部,安装耐创品牌的定制款测力天平。在外部 AUV 模型需要与平面运动机构连接。在模型内部安装固定天平,要保证天平中心位置与模型重心位置重合,需要在模型内部安装底板与转换件,底部横向结构钻孔与艇体底板用螺丝固定连接,上部纵向结构与天平连接。横向结构悬臂支架连接,下部固定天平。左右连接件结构,夹住了测力天平,使其达到固定的效果,更好的完成测力工作。

测试结果与效果:

经过精心的布置安装与一系列的在线测试,耐创测力天平数出了试验需要的各项力学数据,为试验结果分析提供了第一手的试验依据。结合试验水池设施,确定阻力测试方法,研究模型支撑结构和传感器的连接方式,减少对艇体阻力和流场测试的影响,开展艇体阻力性能测试技术研究,检验沟槽表面的减阻效果。通过试验的方法,验证了沟槽减阻的可行性。

测力天平应用于AUV减阻实验

上海耐创测试技术有限公司的各种传感器已广泛应用于国内高校科研实验室,可针对水下、高低温、强干扰等各类特殊工况定制化测力传感解决方案,精准满足多场景试验测试需求。

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