一种模型冰脊及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种模型冰脊，其特征在于：由龙帆、固结层和龙骨构成；所述龙帆的帆高宽度为d1，脊帆高度为h1；所述龙骨的宽度为d2，深度为h2，满足d2≥d1，6h1≥h2≥2h1。2.一种制备权利要求1所述模型冰脊的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：制备开始前，根据冰水池的宽度设计冰脊的长度尺寸，满足冰脊的长度小于水池的最大宽度；准备模型冰脊的制备装置；所述模型冰脊的制备装置由对称的左右两部分组成，包括龙帆整形装置(1，2)、龙骨整形装置(3，4)、驱动装置(5，6)、驱动杆(8，9)；所述龙骨整形装置(3，4)呈一定角度固定安装在驱动装置(5，6)上；所述龙帆整形装置(1，2)通过驱动杆(8，9)安装在驱动装置(5，6)上；步骤2：根据需制备的冰脊形式和密度等材料属性需求，对称调节龙帆整形装置(1，2)与龙骨整形装置(3，4)的角度、长度，调节驱动装置(5，6)的挤压速度；在模型冰脊的制备装置内部布置冰板，在冰板中央位置进行预割缝，保证冰脊的中央垂向生长；龙帆整形装置(1，2)与水平面所成角度为arctan(2h1/d1)，龙骨整形装置(3，4)与水平面所成角度为arctan(2h2/d2)；步骤3：两侧对称同步挤压冰板，冰板在整形装置的作用下向上或向下发生断裂并滑移挤压，两侧的加载装置距离与设计冰脊最大龙骨宽度d2一致时停止加载；步骤4：驱动杆(8，9)开始工作挤压冰板，由于龙骨宽度d2≥d1帆高宽度，需对龙帆的形状进行调整，根据设计的龙骨宽度和帆高宽度的数值进行工作距离的条件，两侧驱动杆的挤压距离均应为(d2-d1)/2；步骤5：将驱动装置退回至原位，在现有初步模型冰脊的基础上，重新在对称的模型冰脊的制备装置内部，再次布置冰板；步骤6：再次进行对称挤压加载，模型冰脊两侧的平整冰继续发生断裂，并与生成的初步冰脊模型挤压，融合；两侧的加载装置距离与设计最大冰脊龙骨宽度d2一致时停止加载；随着加载进行冰脊内部孔隙率降低，模型冰脊密度、强度升高；步骤7：驱动杆(8，9)开始工作再次挤压冰板，根据设计的龙骨宽度和帆高宽度的数值进行工作距离的条件，两侧驱动杆的挤压距离均应为(d2-d1)/2；步骤8：多次重复步骤5至步骤7，进行冰脊的相关力学参数，密度，温度梯度，弯曲强度，压缩强度等的测试，满足与设计要求的误差≤15％，直至生成满足需求的冰脊模型。

技术总结
本发明属于极地船舶与海洋工程技术领域，具体涉及一种模型冰脊及其制备方法。本发明采用模拟实际冰脊的生成过程的制备方法，在冰水池内，采用冰层重复挤压，碰撞，破碎，再冻结的方式构建冻结冰脊，可满足冰脊的结构形式与力学性质和实际冰脊的相似性。本发明提供的模型冰脊的制备方法采取的结构形式较为简单，易于在实验室条件下进行制备，同时采用特殊构型，可满足冰脊几何形状与实际冰脊的形式一致，填补了现有模型冰脊制备方法的空白。补了现有模型冰脊制备方法的空白。补了现有模型冰脊制备方法的空白。


技术研发人员：倪宝玉 袁广宇 薛彦卓 武奇刚 鲁阳 钟凯 尤嘉 狄少丞 王庆 鞠磊
受保护的技术使用者：哈尔滨工程大学
技术研发日：2021.11.30
技术公布日：2022/3/8