模型进水，从而形成如图15所示的海洋立管模型。
[0055]将横向试验支持架3，第一和第二端部支撑装置2安装好，转动第一和第二端部支撑装置2使其顶部的角度板21与横向试验支持架3中的角度盘4中相应的角度对应，即使导流板11与来流方向保持平行。确定海洋立管模型I之间的间距，将相应的角度卡板22安装在导流板11的相应的长方形豁口中，导流板11剩余的豁口用补贴板26补平，并将相应角度的滑轮垫块23安装在有钢丝绳17通过那侧的第二支撑板14上，然后把滑轮16安装在滑轮垫块23上。
[0056]将海洋立管模型I两端固定在第一、第二端部支撑装置2上。把海洋立管模型I两端引出的导线沿第一或第二端部支撑装置2延伸至横向试验支持架3的一端或分别沿第一和第二端部支撑装置2延伸至横向试验支持架3的两端。将上述连接好的海洋立管模型
1、横向试验支持架3和第一、第二端部支撑装置吊入拖曳水池中，让其漂至拖车底部，用拖车上部的吊机将其吊起，并使其与拖车呈相应角度(15度、30度、45度)安装在拖车上，如图10、图11、图12-1、图12-2、图12-3所示。调节拉力张紧器24使端部拉力达到试验工况所需的大小。拉力传感器25和横向试验支持架3中部的导线与作为采集系统的应变采集仪连接，应变采集仪连接计算机，计算机内部安装有相应的数据采集分析软件。
[0057]整个装置安装完毕后，进行调试。调试完毕后，可按工况及试验技术要求进行试验。
[0058]最后所应说明的是:以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或者局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围之中。
【主权项】
1.一种倾角均匀来流条件深海张紧式立管束涡激振动的试验装置，包括海洋立管模型(I)、横向试验支持架(3)、拖车、应变采集仪和计算机，其特征在于，所述海洋立管模型(I)的一端设有第一端部支撑装置，所述海洋立管模型(I)的另一端设有第二端部支撑装置，所述第一端部支撑装置和第二端部支撑装置的顶部分别与所述横向试验支持架的两端连接，所述横向试验支持架固定于所述拖车的底部； 所述海洋立管模型(I)包括若干条导线和一薄壁铜管(51)，所述导线的外径为0.3mm,所述导线为7芯导线，所述薄壁铜管(51)的外径为8mm、壁厚为Imm;自所述薄壁铜管(51)的外表面依次向外设有相互紧密接触的若干层热塑管(55)和一层硅胶管(56)，所述薄壁铜管(51)与所述热塑管(55)之间设有多片用于采集应变的应变片(53)，所述应变片(53)通过接线端子与所述导线相连，所述导线的两端与所述薄壁铜管(51)的一端或分别与所述薄壁铜管(51)的两端固定；所述薄壁铜管(51)的一端通过销钉(7)连接有第一圆柱接头(5)，所述薄壁铜管(51)的另一端通过销钉(7)连接有第二圆柱接头(6); 所述横向试验支持架(3)包括主体横梁，所述主体横梁的两侧顶部均分别设有角度盘(21);所述主体横梁的顶部设有槽钢，所述拖车支撑在槽钢上； 所述第一端部支撑装置包括竖直方向的第一支撑管(13)，所述第一支撑管(13)的顶部连接有水平布置的第一角度板(21)，所述第一支撑管(13)的底部连接有第一支撑板(14)，所述第一支撑板(14)的内侧通过螺栓连接有与所述第一支撑板(14)平行的第一导流板(11)，所述第一导流板(11)的下部设有多个通孔，所述通孔的数量和位置分别与试验时海洋立管模型的数量和安装位置相同；每个通孔内分别设有一个万向联轴节(10)，所述万向联轴节(10)的一端通过万向联轴节螺丝(15)固定在第一支撑板上，所述万向联轴节(10)的另一端与所述海洋立管模型(I)中的第一圆柱接头(5)连接； 所述第二端部支撑装置包括竖直方向的第二支撑管(13)，所述第二支撑管(13)的顶部连接有水平布置的第二角度板(21)，所述第二支撑管(13)的底部连接有第二支撑板(14)，所述第二支撑板(14)的内侧通过螺栓连接有与所述第二支撑板(14)平行的第二导流板(11)，所述第二导流板(11)的下部设有多个长方形豁口，长方形豁口内分别设有角度卡板(22)或补贴板(26)，所述角度卡板(22)上设有多个立管安装孔；该试验装置中包括有四套角度卡板(22)，每套角度卡板(22)上的立管安装孔的轴线与角度卡板(22)厚度方向的夹角分别为O度、15度、30度、45度； 所述第二支撑板(14)的外侧设有多个滑轮(16)，所述滑轮的个数与试验时安装的海洋立管模型的数量相同，所述滑轮(16)的滑轮座与第二支撑板(14)之间设有滑轮座垫块(23)，所述滑轮座垫块(23)为楔形块，所述第二支撑板(14)上位于每个滑轮座的下方分别设有一钢丝绳过孔；该试验装置中包括有三套数量与滑轮个数相同的滑轮座垫块(23)，每套滑轮座垫块(23)上的斜面与第二支撑板(14)接触面之间的夹角分别为15度、30度、45度； 所述主体横梁上、位于与第二端部支撑装置的连接端一侧连接有个数与滑轮个数相同与拉力传感器(25) —端连接的固定结构，所述拉力传感器的另一端依次连接有拉力张紧器(24)和拉力弹簧(19);分别自每个海洋立管模型中的第二圆柱接头￠)，穿过第二支撑板(14)上的钢丝绳过孔后绕过滑轮(16)至拉力弹簧的另一端连接有钢丝绳(17);所述钢丝绳(17)和与之连接的海洋立管模型(I)的轴线在同一平面内； 所述导线和所述拉力传感器与所述应变采集仪联接，所述应变采集仪与所述计算机连接。2.根据权利要求1所述倾角均匀来流条件深海张紧式立管束涡激振动的试验装置，其特征在于，所述海洋立管模型(I)的硅胶管(56)外表面上设有多条呈螺旋线状的硅胶带(27)，所述硅胶带(27)的横断面与试验管道螺旋列板的横断面的形状相同。3.根据权利要求1所述倾角均匀来流条件深海张紧式立管束涡激振动的试验装置，其特征在于，所述第一支撑管(13)的内侧与主体横梁上之间及所述第二支撑管(13)的内侧与主体横梁上之间均分别连接有斜撑管(9)。4.根据权利要求1所述倾角均匀来流条件深海张紧式立管束涡激振动的试验装置，其特征在于，所述第一导流板和第二导流板均为塑料板，所述第一导流板和所述第二导流板上分别设有加强架(12)。
【专利摘要】本发明公开了一种倾角均匀来流条件深海张紧式立管束涡激振动的试验装置，包括海洋立管模型、横向试验支持架、拖车、应变采集仪和计算机，海洋立管模型的两端设有与横向试验支持架连接的端部支撑装置，横向试验支持架固定于拖车的底部；海洋立管模型包括若干条导线和一薄壁铜管，薄壁铜管外依次设有若干层热塑管和一层硅胶管，薄壁铜管与热塑管之间设有多片应变片，应变片通过接线端子与导线相连，导线和拉力传感器与应变采集仪联接，应变采集仪与计算机连接。本发明可实现更加贴近于海洋工程实际的倾角来流条件，并可完成不同排布的立管束涡激振动，弥补了学术界在这方面的不足，同时本发明装置设计制作简单，安装方便，容易推广，并且造价低廉。
【IPC分类】G01M7/02
【公开号】CN105157941
【申请号】CN201510400666
【发明人】徐万海, 马烨璇, 杨琬, 韩彤
【申请人】天津大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年7月9日