|
图6.11。显示测量频率差的等高线图
非线性力𝐹𝑧 在基线波中无量纲化之后
环境
0
0
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
0.03
0.03
0.03
0.03
0.03
0.03
0.03
0.03
0.04
0.04
0.04
0.04
0.04
0.04
0.04
0.04
0.04
0.04
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.06
0.06
0.06
0.06
0.06
0.06
0.06
0.06
0.06
0.07
0.07
0.07
0.07
0.07
0.07
0.07
0.07
0.07
0.07
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08 0.08
0.09
0.09
0.09
0.09
0.09
0.09
0.09
0.09
0.09
0.09
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1 0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.11
0.11
0.11
0.11
0.11
0.11
0.11
0.11
0.11
0.11
0.12
0.12
0.12
0.12
0.12
0.12
0.12 0.12
0.12
0.13
0.13
0.13
0.13
0.13
0.13
0.14
0.14
0.14
0.14
0.14
0.15
0.15
0.15
0.15
0.16
0.16
0.17
0.17
0.18
0.18
0.19
0.19
0.2
0.2
1 1.5 2 2.5 3
1.
1.5
2.
2.5
3.
图6.12。显示测量频率差的等高线图
非线性力𝐹𝑥 在基线波中无量纲化之后
环境
63
0
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
0.03
0.03
0.03
0.03
0.03
0.03
0.03
0.04
0.04
0.04
0.04
0.04
0.04
0.04
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.06
0.06
0.06
0.06
0.06
0.06
0.07
0.07
0.07
0.07
0.07
0.08
0.08
0.09
0.09
0.1
0.1
0.1
0.1
0.11
0.11
0.12
1 1.5 2 2.5 3
1.
1.5
2.
2.5
3.
图6.13。显示测量频率差的等高线图
非线性力𝑀𝑦 在基线波中无量纲化之后
环境
该分析还探讨了使用以下方法破坏非线性荷载数据的可能性
而不是波1和波2波长。该参数是
两个基础波之间的频率差值。图6.14显示了结果
无量纲非线性荷载与两个基础频率差的关系
我们测试的基线波浪环境中的波浪。虽然𝐹𝑧 结果包含
再分散一点𝐹𝑥 和𝑀𝑦 结果似乎表明，非线性荷载会倒塌
该结果曲线仅为
波浪。在图6.14（a）和6.14（b）中𝐹𝑧 和𝐹𝑥 拥有
具有大约0.5Hz的最大值的相同趋势。对于𝑀𝑦 在图6.14（c）中
无量纲力具有大约0.75Hz的最大值。
64
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
|fw1-fw2 |[Hz]
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
非线性CFz=Fz/（g D H1 H
2 )
1/L=1.00 1/L=1.25 1/L=1.50 1/L=1.75
1/L=2.00 1/L=2.25 1/L=2.50 1/L=2.75
1/L=3.00
（a）𝐹𝑧
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
|fw1-fw2 |[Hz]
0
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
非线性CFx=Fx/（g D H1 H
2 )
1/L=1.00 1/L=1.25 1/L=1.50 1/L=1.75
1/L=2.00 1/L=2.25 1/L=2.50 1/L=2.75
1/L=3.00
（b）𝐹𝑥
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
|fw1-fw2 |[Hz]
0
0.05
0.10
0.15
0.20
非线性CMy=My/（g D H1 H
2 )
1/L=1.00 1/L=1.25 1/L=1.50 1/L=1.75
1/L=2.00 1/L=2.25 1/L=2.50 1/L=2.75
1/L=3.00
（c）𝑀𝑦
图6.14。无量纲非线性力与频率的结果
在不同波长和0.5英寸波幅下的差异。
65
本页故意留空
66
第7章：
结论和建议
7.1结论
本研究研究了水下线性和非线性波浪引起的荷载
以经验地开发用于预测这些载荷的数学模型。
首先，进行了动态验证测试，以评估称重传感器的能力
测量小的动态振动力。然后，进行实验测试
使用附接到圆柱形主体的经验证的称重传感器。
称重传感器的动态验证包括静态和动态负载测量。
将结果进行比较，以检查两种情况下称重传感器的测量精度
静态和动态力。主要关注的是验证称重传感器的动态
测量精度，因为在圆柱体上测得的波浪感应力为
振荡。验证结果表明，称重传感器的动态
测量是精确的，并且精度不受必须移除
称重传感器的电气偏移。总体而言，用于试验的防水称重传感器
测试运行足够灵敏，可以测量平均值小于8%的力
错误
这项研究通过实验测试，测量了水下圆柱形物体上的线性和非线性波浪荷载。在
本次研究所需的0.5英寸和1.0英寸波幅
穿过身体并产生身体所承受的负荷。线性荷载
采用Cummins的理论解进行了无量纲化
使用每个底层波浪的波高对荷载进行无量纲化。从
实验结果表明，无量纲线性力的行为与使用每个底层波浪的波高对荷载进行无量纲化。从
实验结果表明，无量纲线性力的行为与
Hermsen之前的研究[6]。这些线性力也与
康明斯理论的理论预测。根据无量纲化的结果
非线性载荷，这项研究通过创建作为函数的映射来建立数学模型
两个基础波中每一个的波长。图6.12、6.11、，
67
和6.13可用于预测水下航行器在机动中的载荷
仿真作为基于模型的系统工程设计过程的一部分。
7.2建议
这项研究建议增强测试设备造波器产生
更大的波高和更长的波长。提高造波器的创造能力
更多的波浪环境组合将使研究人员能够产生更多的组合
实验测试运行的波频率差异，并将使其具有更高的
事实上，频率差非线性结果的置信水平会塌陷到
当相对于频率差的值绘制时，显示单个结果曲线。
本研究还建议研究线性和非线性波浪荷载
与诸如正方形和矩形的其他横截面形状的物体相互作用。
由于对于任意形状几何形状上的非线性载荷不存在理论预测，
实验测试对于了解车辆几何结构如何影响非线性载荷至关重要。
然后，根据结果，可以建立模型来预测水下航行器上的载荷
对于各种波浪高度，具有任意形状。
68
附录A：
称重传感器适配器的工程图纸
图A.1和A.2显示了称重传感器连接器侧的工程图纸
有效负载侧适配器。图纸上所有尺寸单位均为英寸。
使用SolidWorks建模设计软件根据
达到图2.2所示的称重传感器尺寸。
（a） 前视图（b）侧视图
图A.1。称重传感器连接器侧适配器的工程图纸。
69
（a） 底视图（b）后视图
图A.2。称重传感器连接器侧适配器的工程图纸。
70
附录B：
SenixVIEW软件图形上的探头设置
用户界面
图B.1。探针1的实时SenixVIEW GUI设置。
71
图B.2。探针2的实时SenixVIEW GUI设置。
72
图B.3。探针3的实时SenixVIEW GUI设置。
73
图B.4。探针4的实时SenixVIEW GUI设置。
74
图B.5。楔形探头的实时SenixVIEW GUI设置。
75
本页故意留空
76
附录C：
动态验证测试矩阵
表C.1。动态验证测试矩阵。
表格开头
跑
数字
重量
（磅）
取样
速度
（赫兹）
静止的
收集
长
（秒）
动态
收集
长
（秒）
零
之前
跑
（Y或N）
负载
单间牢房
容量
（磅）
笔记
称重传感器方向：+𝐹𝑥 （左）+𝐹𝑦 （向上）+𝐹𝑧 （英寸）
14 0.00 25 0 30 Y 500戳测试
15 0.50 25 30 60 Y 500信号打开𝐹𝑦
16 0.25 25 30 60 Y 500信号打开𝐹𝑦
17 0.15 25 30 60 N 500信号打开𝐹𝑦
18 1.00 25 30 60 N 500信号打开𝐹𝑦
19 0.20 25 30 60 N 500信号打开𝐹𝑦
20 0.10 25 30 60 N 500信号打开𝐹𝑦
21 0.30 25 30 60 Y 500信号打开𝐹𝑦
22 0.05 25 30 60 N 500信号打开𝐹𝑦
23 0.50 25 30 60 N 500信号打开𝐹𝑦
24 0.25 25 30 60 N 500信号打开𝐹𝑦
25 0.15 25 30 60 N 500信号打开𝐹𝑦
26 1.00 25 30 60 Y 500信号打开𝐹𝑦
27 0.20 25 30 60 N 500信号打开𝐹𝑦
28 0.10 25 30 60 N 500信号打开𝐹𝑦
29 0.30 25 30 60 N 500信号打开𝐹𝑦
30 0.05 25 30 60 N 500信号打开𝐹𝑦
31 0.50 25 30 60 Y 500信号打开𝐹𝑦
32 0.25 25 30 60 N 500信号打开𝐹𝑦
77
续表C.1
跑
数字
重量
（磅）
取样
速度
（赫兹）
静止的
收集
长
（秒）
动态
收集
长
（秒）
零
之前
跑
（Y或N）
负载
单间牢房
容量
（磅）
笔记
33 0.15 25 30 60 N 500信号打开𝐹𝑦
34 1.00 25 30 60 N 500信号打开𝐹𝑦
35 0.20 25 30 60 N 500信号打开𝐹𝑦
36 0.10 25 30 60 Y 500信号打开𝐹𝑦
37 0.30 25 30 60 N 500信号打开𝐹𝑦
38 0.05 25 30 60 N 500信号打开𝐹𝑦
39 0.50 25 30 60 N 500信号打开𝐹𝑦
40 0.25 25 30 60 N 500信号打开𝐹𝑦
41 0.15 25 30 60 Y 500信号打开𝐹𝑦
42 1.00 25 30 60 N 500信号打开𝐹𝑦
43 0.20 25 30 60 N 500信号打开𝐹𝑦
44 0.10 25 30 60 N 500信号打开𝐹𝑦
45 0.30 25 30 60 N 500信号打开𝐹𝑦
46 0.05 25 30 60 Y 500信号打开𝐹𝑦
47 0.50 25 30 60 N 500信号打开𝐹𝑦
48 0.25 25 30 60 N 500信号打开𝐹𝑦
49 0.15 25 30 60 N 500信号打开𝐹𝑦
50 1.00 25 30 60 N 500信号打开𝐹𝑦
51 0.20 25 30 60 Y 500信号打开𝐹𝑦
52 0.10 25 30 60 N 500信号打开𝐹𝑦
53 0.30 25 30 60 N 500信号打开𝐹𝑦
54 0.05 25 30 60 N 500信号打开𝐹𝑦
称重传感器方向：+𝐹𝑥 （向下）+𝐹𝑦 （左）+𝐹𝑧 （英寸）
55 0.00 25 0 30 N 500 poke测试
56 0.10 25 30 60 Y 500信号打开𝐹𝑥图H.1。0.5英寸振幅波在不同波长下的无量纲非线性力与频率差的结果。
109
本页故意留空
110
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