本发明涉及冰力学试验测试，尤其是一种冰区结构物所受冰载荷的测量方法。
背景技术：
1、北极海域大部分海域常年为冰层覆盖，是冰区结构物航行的天然屏障。
2、除了常规的总体设计要求以外，适合于极地冰区海域航行的结构物还应满足冰区安全航行等特殊能力和安全操控要求。开展冰区航行试验是研究冰区结构物性能评估的重要技术手段，通过研究冰区结构物整体或部件的冰载荷动态特性，可为冰区结构物的设计提供技术支撑。
3、目前研究冰区结构物的冰载荷动态特性通常在试验室内进行，与冰区结构物作用的冰为在试验室制备的模型冰，试验条件和真实工况具有一定差异，试验条件具有一定的局限性，获得的冰载荷动态特性数据和实际工况下的冰载荷具有一定的差异。
技术实现思路
1、本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种冰区结构物所受冰载荷的测量方法，从而在真实的冰区开展冰区结构物的冰载荷试验测量与研究，使获得的冰载荷动态特性数据更加真实，为冰区结构物的设计提供更好的技术支撑。
2、本发明所采用的技术方案如下：
3、一种冰区结构物所受冰载荷的测量方法，所述冰区结构物装载于冰载荷测量装置上，所述冰载荷测量装置包括设置有推进装置的浮箱系统、进排水系统和数据采集单元，所述冰区结构物上设置有测力传感器；
4、所述测量方法包括以下步骤：
5、步骤一、将所述冰载荷测量装置布放于水中；
6、步骤二、启动进排水系统向所述浮箱系统内供水，所述冰载荷测量装置和所述冰区结构物下沉至冰层以下的水中并处于悬浮状态；
7、步骤三、推进装置驱动所述冰载荷测量装置在水下行进至试验冰区，并调整冰区结构物的姿态；
8、步骤四、将所述冰区结构物向所述试验冰区的冰层下表面移动，使所述冰区结构物与所述冰层接触、挤压，直至冰区结构物顶开所述冰层，所述数据采集单元采集来自所述测力传感器的信号，进而获得所述冰区结构物受到的冰载荷。
9、作为上述技术方案的进一步改进：
10、所述浮箱系统的中部设置有升降系统，所述升降系统的活动端用于装载所述冰区结构物；
11、步骤三中，所述冰载荷测量装置在水下行进至试验冰区后下沉并坐底；
12、步骤四中，启动所述升降系统，所述升降系统的活动端上升，带动所述冰区结构物向所述冰层下表面移动，所述冰区结构物与所述冰层接触后，所述冰区结构物在所述升降系统驱动下继续挤压所述冰层直至所述冰层被顶开。
13、所述冰区结构物与所述冰层相互作用前，采用所述进排水系统将所述浮箱系统中的水排出，减小冰载荷测量装置的重量。
14、步骤四中，采用进排水系统将浮箱系统中的水排出，降低所述冰载荷测量装置的重量，使所述冰载荷测量装置上浮后所述冰区结构物与所述冰层接触，所述冰区结构物对所述冰层进行挤压。
15、步骤三中、姿态传感器检测到的所述冰区结构物的当前姿态，通过进排水系统调节所述浮箱系统内水的分布调节所述冰区结构物的姿态到目标姿态。
16、所述浮箱系统的结构为：包括环形箱体结构，所述环形箱体结构的中部安装所述升降系统，所述环形箱体结构内沿环形方向均匀分布有多个进排水舱，每个进排水舱均与所述进排水系统连接。
17、所述进排水系统包括多个集水舱，集水舱与进排水舱一一对应，所述集水舱位于所述进排水舱的下方，所述集水舱与所述进排水舱连通，外界的水通过所述集水舱进入所述进排水舱或所述进排水舱内的水通过所述集水舱排出，进而改变所述测量装置的重量。
18、所述集水舱的结构为包括集水筒，所述集水筒与所述进排水舱连通，所述集水筒的侧壁设置有进水管和排水管，所述集水筒内设置有水泵，所述水泵的出水口与所述排水管连通，所述进水管上设置有进水阀，多个集水筒间隔设置。
19、所述冰载荷测量装置还包括位于所述浮箱系统下方的底座。
20、所述升降系统的结构为：包括支架，所述支架与所述浮箱系统固定连接；
21、所述支架上设置有驱动电机和丝杆升降机，所述驱动电机与所述丝杆升降机的驱动端传动连接，所述丝杆升降机的升降端安装有升降平台，所述升降平台为所述升降系统的活动端。
22、本发明的有益效果如下：
23、本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过采用具有下潜和推进功能的冰载荷测量装置，携带冰区结构物进入到真实冰区的冰层下方，在真实的冰区开展冰区结构物的冰载荷试验测量与研究，使获得的冰载荷动态特性数据更加真实，为冰区结构物的设计提供更好的技术支撑。
24、同时，本发明还存在如下优势：
25、(1)在冰载荷测量装置上设置升降系统，用于改变冰区结构物与浮箱系统的相对距离，当试验冰区的冰层与冰区底部的距离较小时，冰载荷测量装置坐底后通过升降系统移动冰区结构物与冰层作用，便于作用力大小的调节。
26、(2)通过调节浮箱系统内的水量，降低载荷测量装置和冰区结构物的整体重量，使冰载荷测量装置和冰区结构物整体受到的浮力大于整体重量后上浮，通过上浮驱动冰区结构物对冰层作用，实现冰载荷的动态测量。
27、(3)浮箱系统整体成环形，在浮箱系统的中空位置安装升降系统，充分利用空间，便于冰载荷测量装置的重心调节。
28、(4)进排水系统为设置于浮箱系统的下方且间隔分布的多个集水舱，不仅可以同步控制每个进排水舱的进出水，便于重心调节，也将多个进排水动力设备设置在浮箱系统的下方，降低冰载荷测量装置整体的重心，使上部体积较大的浮箱系统提升浮心位置，便于布放冰载荷测量装置姿态的稳定控制，便于姿态、稳心的调节。
1.一种冰区结构物所受冰载荷的测量方法，其特征在于：所述冰区结构物装(7)载于冰载荷测量装置上，所述冰载荷测量装置包括设置有推进装置(2)的浮箱系统(1)、进排水系统和数据采集单元(9)，所述冰区结构物(7)上设置有测力传感器(72)；
2.如权利要求1所述的冰区结构物所受冰载荷的测量方法，其特征在于：所述浮箱系统(1)的中部设置有升降系统(6)，所述升降系统(6)的活动端用于装载所述冰区结构物(7)；
3.如权利要求2所述的冰区结构物所受冰载荷的测量方法，其特征在于：
4.如权利要求1所述的冰区结构物所受冰载荷的测量方法，其特征在于：
5.如权利要求1所述的冰区结构物所受冰载荷的测量方法，其特征在于：
6.如权利要求1-5中任一所述的冰区结构物所受冰载荷的测量方法，其特征在于：所述浮箱系统(1)的结构为：包括环形箱体结构，所述环形箱体结构的中部安装所述升降系统(6)，所述环形箱体结构内沿环形方向均匀分布有多个进排水舱(12)，每个进排水舱(12)均与所述进排水系统连接。
7.如权利要求6所述的冰区结构物所受冰载荷的测量方法，其特征在于：所述进排水系统包括多个集水舱(3)，集水舱(3)与进排水舱(12)一一对应，所述集水舱(3)位于所述进排水舱(12)的下方，所述集水舱(3)与所述进排水舱(12)连通，外界的水通过所述集水舱(3)进入所述进排水舱(12)或所述进排水舱(12)内的水通过所述集水舱(3)排出，进而改变所述测量装置的重量。
8.如权利要求7所述的冰区结构物所受冰载荷的测量方法，其特征在于：所述集水舱(3)的结构为包括集水筒(31)，所述集水筒(31)与所述进排水舱(12)连通，所述集水筒(31)的侧壁设置有进水管(35)和排水管(34)，所述集水筒(31)内设置有水泵(33)，所述水泵(33)的出水口与所述排水管(34)连通，所述进水管(35)上设置有进水阀，多个集水筒(31)间隔设置。
9.如权利要求1所述的冰区结构物所受冰载荷的测量方法，其特征在于：所述冰载荷测量装置还包括位于所述浮箱系统(1)下方的底座(4)。
10.如权利要求2所述的冰区结构物所受冰载荷的测量方法，其特征在于：所述升降系统(6)的结构为：包括支架(64)，所述支架(64)与所述浮箱系统(1)固定连接；
