一种竖置柔性管涡激流振动实验装置的制造方法_2

文档序号:9563074阅读:来源:国知局
态下的涡激流振动时,两块滑板可以对称设置,也可以合并设置于测试管的某一部位。
[0010]作为优选,测试管的长度是测试管直径的120至400倍。本实验装置适合大跨度的柔性管的涡激流振动实验。
[0011]作为优选,测试管为铜管,铜管的空腔内固定有比重调节材料。比重调节材料用于调节测试管的整体比重,使其与拖曳池中的水的比重比例关系和实际工程中的柔性管与海水的比重关系相匹配,这样可以使实验结果更加精确。而比重调节材料与铜管之间应当固定,这样可以避免影响测试管的整体性。
[0012]作为优选,张紧机构包括一筒状壳体,万向节一端的固定轴伸入设壳体的开口端,壳体的封闭端设有通孔,拉绳的一端穿过通孔与万向节的固定轴连接,拉绳的另一端通过滑轮机构与设置在拖曳车上的配重块连接,测试管拉力传感器设置在壳体内的拉绳与固定轴之间,测试管剪力传感器设置在壳体内侧壁与固定轴之间。本方案在测试管的一端连接拉绳,并通过滑轮组、配重块对拉绳施加拉力,使每根测试管保持一定且基本相等的张力,本方案的配重块设置在拖曳车上。测试管剪力传感器通常设置四个,在固定轴是周向上均勾布置,一般两个剪力传感器在拖曳车的移动方向上,两个与拖曳车的移动方向垂直。
[0013]作为另一种可选方案,对于安装板可以左右滑动的结构,采用下面的张紧机构方案更为方便,即张紧机构包括一筒状壳体,万向节一端的固定轴伸入设壳体的开口端,壳体的空腔内设有一拉簧,拉簧的一端与万向节的固定轴连接,拉簧的另一端与设置在壳体封闭端的调节螺栓连接,测试管拉力传感器设置在拉簧与调节螺栓之间,测试管剪力传感器设置在壳体内侧壁与固定轴之间。本方案的张紧机构其张紧力由拉簧产生,无需拉绳,因此结构比较简单,通过调节螺栓可以调节测试管张紧力的大小,简单方便。
[0014]作为优选,测试管应变传感器等间隔地设置在测试管的多个横截面上,每个横截面上沿测试管管壁周向均匀设置四个应变传感器,其中两个应变传感器位于拖曳车的移动方向上,另外两个应变传感器与拖曳车的移动方向垂直,应变传感器与设置在测试管内的线缆连接,线缆由测试管的端部引出。
[0015]需要说明的是,本发明并未完整、详细地描述本发明的实验过程及数据分析处理过程,这些本发明没有描述或没有详细描述的内容都是本技术领域的技术人员应当掌握的公知技术。
[0016]本发明的有益效果是,它有效地解决了现有技术的拖曳水池柔性管件涡激流振动实验只能进行单管实验,不能进行实际工程中常见的多管件状态下涡激流振动的模型实验问题,也解决了现有技术的拖曳水池柔性管件涡激流振动试验装置不能模拟海水波动,试验结果与实际情形存在较大的差别的问题,本发明的竖置柔性管涡激流振动实验装置可以解决多管件状态下的涡激流振动模型实验问题,还可以模拟海水波动,其试验结果与实际情形存在更为接近,实验数据的准确度大大提高,具有很高的实用价值。
【附图说明】
[0017]图1是本发明竖置柔性管涡激流振动实验装置的一种整体结构示意图;
图2是本发明安装板的一种结构示意图;
图3是图1的一种局部放大不意图;
图4是图1的一种局部放大不意图;
图5是张紧结构的一种结构剖视图;
图6是摆动机构与安装板的一种连接结构示意图;
图7是摆动机构的一种内部结构示意图;
图8是测试管的一种横截面结构示意图;
图9是滑板的一种安装结构示意图。
[0018]图中:1.测试管,2.拖曳车,3.上拖曳臂,4.下拖曳臂5.安装板,6.固定孔,7.长槽,8.万向节,9.张紧机构,10.拉力传感器,11.剪力传感器,12.应变传感器,13.滑槽,14.齿条,15.摆动机构,16.摆动输出齿轮,17.动力轴,18.正向驱动齿轮,19.反向驱动齿轮,20.摆动齿轮,21.换向齿轮,22.减速传动齿轮,23.滑板,24.筒状壳体,25.固定轴,26.通孔,27.拉绳,28.滑轮机构,29.拉簧,30.调节螺栓,31.拖曳池,32.线缆。
【具体实施方式】
[0019]下面通过实施例并结合附图对本发明的技术方案作进一步详细的说明。
[0020]实施例1
在如图1所示的实施例1中,一种竖置柔性管涡激流振动实验装置,包括测试管及用于拉动测试管的拖曳车及测控系统,所述的测试管1为三根,竖向设置;拖曳车2上设有可放入拖曳池的竖直拖曳架,所述拖曳架上设有水平伸出的上拖曳臂3与下拖曳臂4,上拖曳臂与下拖曳臂的悬空端均设有安装板5,所述安装板水平设置,安装板上设有左右两个固定孔6及一条前后向长槽7 (见图2),长槽位于左右两个固定孔的对称中心线上,三根测试管的下端通过万向节8分别固定在下侧安装板上的两个固定孔及长槽内(见图3),三根测试管的上端通过万向节及张紧机构9分别设置在上侧安装板上的两个固定孔及长槽内(见图4),三根测试管的中心轴线在一个等腰直三棱柱的三条棱边上。所述测控系统包括测试管拉力传感器10、测试管剪力传感器11、测试管应变传感器12及车速控制装置,测试管拉力传感器及剪力传感器均设置在测试管的上端部,测试管应变传感器设置在测试管的管壁上。本实施例的张紧机构包括一筒状壳体24,万向节一端的固定轴25伸入设壳体的开口端,壳体的封闭端设有通孔26,拉绳27的一端穿过通孔与万向节的固定轴连接,拉绳的另一端通过滑轮机构28与设置在拖曳车上的配重块连接(图中未画出),测试管拉力传感器设置在壳体内的拉绳与固定轴之间,测试管剪力传感器设置在壳体内侧壁与固定轴之间,测试管剪力传感器为四个,在固定轴是周向上均匀布置,两个剪力传感器在拖曳车的移动方向上,两个与移动方向垂直。测试管应变传感器等间隔地设置在测试管的6个横截面上,每个横截面上沿测试管管壁周向均匀设置四个应变传感器,其中两个应变传感器位于拖曳车的移动方向上,另外两个应变传感器与拖曳车的移动方向垂直(见图8),应变传感器与设置在测试管内的线缆(图8中未画出)连接,线缆由测试管的端部引出。测试管拉力传感器、测试管剪力传感器及测试管应变传感器均通过线缆32连接电脑。
[0021]实施例2
实施例2的两侧拖曳臂上均固定有安装板滑动机构(见图6),滑动机构包括一水平设置的滑槽13,安装板可左右滑动地设置在滑槽内,安装板的一侧边设有齿条14,滑槽的一侧设有摆动机构15,齿条与摆动机构上的摆动输出齿轮16啮合,摆动机构工作时,摆动输出齿轮带动安装板及测试管左右运动。实施例2的张紧机构包括一筒状壳体,万向节一端的固定轴伸入设壳体的开口端,壳体的空腔内设有一拉簧29(见图5),拉簧的一端与万向节的固定轴连接,拉簧的另一端与设置在壳体封闭端的调节螺栓30连接,测试管拉力传感器设置在拉簧与调节螺栓之间,测试管剪力传感器设置在壳体内侧壁与固定轴之间,测试管剪力传感器为四个,在固定轴是周向上均匀布置,两个剪力传感器在拖曳车的移动方向上,两个与移动方向垂直。本实施例的摆动机构包括一摆动电机,所述摆动电机为调速电机,摆动电机的动
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