专利名称：均匀流和阶梯流下顶部可运动竖置立管涡激振动旋转装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种海洋工程技术领域的装置，具体是一种竖置于海洋工程深水池中柔性立管模型在均勻流下和阶梯流下顶端可运动的的涡激振动旋转测试装置。
背景技术：
根据流体力学知识，将柱状结构物置于一定速度的来流当中，其两侧会发生交替泻涡。与漩涡的生成和泻放相关联，柱体会受到横向和流向的脉动压力。如果此时柱体是弹性支撑的，那么脉动流体力会引发柱体的振动，柱体的振动反过来又会改变其尾流结构。 这种流体结构物相互作用的问题称为涡激振动。例如在海流或海洋平台运动的作用下，悬置于海中的海洋平台立管、拖缆、海底管线、spar平台的浮筒、系泊缆索等柔性管件上会出现涡激振动现象，将会导致柔性管件的疲劳破坏。由于海洋油气开采向深水推进，深水环境中的立管可视为细长柔性结构，小变形理论不再适用，这使得立管的涡激振动问题更加突出。目前为止，对柔性管件涡激振动现象的研究最重要的方法之一就是模型测试方法。测试中模拟的现象更加接近于自然界中的真实情况，采用先进的测试装置可以保证测试数据的可靠性。通过模型测试的方法可以设计出更好的抑制海洋立管涡激振动的抑振装置。经过对现有技术的检索发现，目前的涡激振动测试装置一般在拖曳海洋工程深水池中进行，有的在环形水槽中进行，有的用拖船拖动立管进行涡激振动测试。在第14届国
IMXfM^il "Proceedings of the Fourteen (2004) International Offshore and Polar Engineering Conference，，中白勺论文“Laboratory Investigation of Long Riser VIV Response”(长立管涡激振动响应的实验研究)是关于柔性管件涡激振动实验研究的，文中提到了一种柔性管件涡激振动模型测试技术，把柔性立管横置于拖曳水池中， 拖车拖动立管模型产生均勻流场。用布置在立管内部的加速度传感器来测量立管的运动， 在立管壁内布置光栅测量立管壁内的应变量。经分析，该测试技术的不足之处在于1. 一般只能模拟小尺度管件的涡激振动，难以有效的进行实雷诺数下的涡激振动测试。2.受拖曳海洋工程深水池长度的限制，所得到的测试段距离较小，测得的测试数据较少。3. —般只能模拟均勻流场中立管的涡激振动，不能模拟阶梯流场中立管的涡激振动。4.不能进行强迫振荡试验。5.不能模拟海洋平台运动，从而研究海洋平台运动对立管涡激振动的影响。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种均勻流和阶梯均勻流下竖置立管的涡激振动旋转测试装置，能够模拟实际尺寸立管、均勻或者阶梯流场、海洋平台运动，且可以长时间置于海洋工程深水池中进行柔性立管模型的涡激振动旋转测试。根据本发明的一个方面，提供一种均勻流和阶梯流下顶部可运动竖置立管涡激振动旋转装置，包括立管模型机构、测量分析系统平台模块、驱动模块、顶部悬臂模块、圆筒轴分段模块、底部悬臂模块、底部支撑模块和振荡模块，其中，所述立管模型机构固定设置于所述振荡模块和所述底部悬臂模块之间，所述振荡模块固定于所述顶部悬臂模块上，所述圆筒轴分段模块垂直置于海洋工程深水池中并分别与所述底部支撑模块、驱动模块、以及顶部悬臂模块垂直连接，所述底部支撑模块用于固定设置于海洋工程深水池的升降底上， 所述驱动模块分别与所述圆筒轴分段模块以及顶部悬臂模块相连接并输出动力，所述顶部悬臂模块4的左右两端分别与所述圆筒轴分段模块相连，所述测量分析系统平台模块分别与立管模型机构的所述顶部悬臂模块以及底部悬臂模块、以及底部支撑模块相连并接收检测数据；
所述立管模型机构包括连接板、缓冲弹簧、直线轴承、滑动轴、三分力传感器、第一万向节、第二万向节、第一立管固定接头、第二立管固定接头、立管模型、驱动伺服电机、轨道、滑块、以及立管固定座，其中，在所述立管模型的顶端设有所述第一万向节和第一立管固定接头，在所述立管模型的底端设有所述第二万向节和第二立管固定接头，第一立管固定接头的两端分别与所述立管模型的顶端和所述第一万向节的一端相连，所述第一万向节的另一端固定设置于所述立管固定座上，所述第二立管固定接头的两端分别与所述立管模型的底端和所述第二万向节的一端相连，所述第二万向节的另一端固定设置于所述三分力传感器上，所述直线轴承与所述滑动轴相连，所述缓冲弹簧与所述直线轴承相连，所述直线轴承固定在所述连接板上，所述立管固定座与所述滑块固定连接，控制驱动伺服电机能够使所述滑块沿着所述轨道滑动，所述测量分析系统平台模块与所述立管模型机构的立管模型相连并接收检测数据。优选地，所述立管模型的单位长度质量与其单位长度排开水的质量之比为1 :1。优选地，所述测量分析系统平台模块包括测量单元、水下录像单元、计算单元、以及无线传输单元，其中，所述计算单元设置于海洋工程深水池的拖车机房内并与所述无线传输单元相连接以传输所述水下录像单元和测量单元输出的无线测量信号，所述计算单元实时地对接收到的无线测量信号进行存储和处理。优选地，所述驱动模块用于为整个所述测试装置提供动力并对所述测试装置的转动速度进行精确控制，所述驱动模块包括变速齿轮箱、伺服驱动电机、驱动轴、可调节支撑底座、驱动齿轮、以及传递齿轮，其中，所述伺服驱动电机与所述变速齿轮箱相连接，所述变速齿轮箱与所述驱动轴相连接，所述驱动轴与所述驱动齿轮相连接，所述伺服驱动电机、变速齿轮箱、驱动齿轮、以及驱动轴分别固定设置于所述可调节支撑底座，实现封装，所述可调节支撑底座用于安装于海洋工程深水池拖车的钢架上，所述传递齿轮与伺服驱动电机相连接。优选地，所述变速齿轮箱的减速比为40 :1。优选地，所述顶部悬臂模块包括斜拉锁、第一悬臂、斜撑、以及顶部悬臂圆筒轴，其中，所述第一悬臂上部通过所述斜拉锁和所述顶部悬臂圆筒轴相连接，所述斜拉锁为所述第一悬臂提供预应力，所述第一悬臂下部通过所述斜撑和所述顶部悬臂圆筒轴相连接，所述第一悬臂的末端将与所述振荡模块中的钢架固定装置连接。优选地，所述顶部悬臂模块还包括套筒，其中，所述套筒套接于所述立管模型的上端点及整个上部的外侧，所述第一悬臂采用预应力矩形钢桁架结构。优选地，所述圆筒轴分段模块包括若干段由连接法兰固定相连的圆筒轴分段机构，每个所述圆筒轴分段机构的两个端部均环形布置有螺栓孔，所述圆筒轴分段机构与海洋工程深水池的升降底相垂直。优选地，所述底部支撑模块包括圆筒轴连接法兰盘、圆筒轴、底部支撑法兰盘、底部固定轴承、底部固定轴、以及底部基座，其中，所述圆筒轴的上部通过所述圆筒轴连接法兰盘与所述圆筒轴分段模块或所述底部悬臂模块连接、下部通过所述底部支撑法兰盘与所述底部固定轴连接，然后将整体插入到所述底部固定轴承内，轴承实现油密，所述底部固定轴承焊接在所述底部基座上。优选地，所述的振荡模块包括支持钢架、水平振荡轨道、水平振荡滑块、垂直振荡轨道、垂直振荡滑块、端部支撑机构、支持架轨道和振荡电机，其中，所述振荡模块通过其支持钢架焊接固定于所述顶部悬臂模块上，所述支持钢架与水平振荡轨道连接，所述立管模型机构中的顶端固定装置与所述端部支撑机构连接，所述支持架轨道连接在所述水平振荡滑块下面能够在水平方向振荡，所述垂直振荡轨道连接在所述支持架轨道下，能够随着所述水平振荡滑块运动，所述水平振荡滑块连接在所述水平振荡轨道上，可以在所述水平振荡轨道上往复运动，所述水平振荡轨道固定在所述顶部悬臂模块上，6个所述振荡电机分三组，分别对称安装在所述水平振荡轨道、垂直振荡轨道、以及支持架轨道上，控制各滑块沿轨道运动，通过所述水平振荡滑块在所述水平振荡轨道上往复运动或者在所述垂直振荡滑块上运动。与现有技术相比，本发明的优点包括
1.本发明可以实现立管在阶梯来流作用下(有套筒)和均勻来流作用下(无套筒)的涡激振动测试；
2.其旋转装置可以大大延长测试时间，增加了实验数据的准确性；
3.本发明可以充分利用海洋工程深水池的深度模拟大型管件的实雷诺数涡激振动；
4.本发明采用模块化设计，优点在于便于安装，便于升级与更改，并满足不同的功能要
求；
5.本发明能够更加真实的模拟海洋真实环境的流场，比以往在拖曳海洋工程深水池以及拖船上测试有显著的进步。6.本发明能够模拟立管顶部海洋平台运动，进行更为真实的涡激振动测试； 7.本发明的振荡模块能以一定频率和振幅进行强迫振荡。
图1是本发明所提供装置含套筒时的结构示意图； 图2是驱动模块的结构正视图3是驱动模块结构示意图； 图4是顶部悬臂模块的结构示意图； 图5是顶部悬臂模块中第一悬臂结构的示意图； 图6是底部支撑模块的结构示意图； 图7是立管模型机构中底部固定端的侧视图； 图8是立管模型机构中底部固定端的仰视图； 图9是立管模型机构中顶部固定端的结构示意图； 图10是立管模型机构结构示意图；图11是振荡模块的结构示意图； 图12是振荡电机的结构示意图； 图13是本发明所提供装置不含套筒时的结构示意图。图14是测量分析系统平台模块示意图。
具体实施例方式下面结合附图给出本发明实施例的详细说明和
具体实施例方式各实施例以本发明所述及技术方案为前提进行实施，给出详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于以下实施例。如图1所示，在本实施例中，所述测试装置包括立管模型机构1、测量分析系统平台模块2、驱动模块3、顶部悬臂模块4、圆筒轴分段模块5、底部悬臂模块6、底部支撑模块7 和振荡模块8。其中，所述立管模型机构1固定设置于所述振荡模块8和所述底部悬臂模块 6之间，所述振荡模块8固定于所述顶部悬臂模块4上，所述圆筒轴分段模块5垂直置于海洋工程深水池中并分别与所述底部支撑模块7、驱动模块3、以及顶部悬臂模块4垂直连接， 所述底部支撑模块7用于固定设置于海洋工程深水池的升降底9上，所述驱动模块3分别与所述圆筒轴分段模块5以及顶部悬臂模块4相连接并输出动力，所述顶部悬臂模块4的左右两端分别与所述圆筒轴分段模块5相连，所述测量分析系统平台模块2分别与立管模型机构1的立管模型38、所述顶部悬臂模块4以及底部悬臂模块6、以及底部支撑模块7相连并接收检测数据。在图1示出的实施例中，所述顶部悬臂模块4包括套管43，所述立管模型机构1 上安装有所述套管43 ；而在图13示出的实施例中，所述立管模型机构1上不安装所述套管 43，即所述套管43被省略，因此，本领域技术人员可以将图13示出的实施例理解为图1所示实施例的一个变化例，或者将图1示出的实施例理解为图13所示实施例的一个优选例。如图14所示，所述测量分析系统平台模块2包括测量单元11、水下录像单元12、 计算单元13、以及无线传输单元14，其中，所述计算单元设置于海洋工程深水池的拖车10 机房内并与所述无线传输单元相连接以传输所述水下录像单元和测量单元输出的无线测量信号，所述计算单元实时地对接收到的无线测量信号进行存储和处理。如图2和图3所示，所述驱动模块3包括变速齿轮箱15、伺服驱动电机16、传递齿轮17、驱动轴18、可调节支撑底座19、驱动齿轮20、以及传递齿轮，其中，所述伺服驱动电机 16与所述变速齿轮箱15相连接，所述变速齿轮箱15与所述驱动轴18相连接，所述驱动轴 18与所述驱动齿轮20相连接，所述伺服驱动电机16、变速齿轮箱15、驱动齿轮20、以及驱动轴18分别固定设置于所述可调节支撑底座19，实现封装。所述可调节支撑底座19安装于海洋工程深水池拖车10的钢架上，所述传递齿轮17与伺服驱动电机16相连接。所述变速齿轮箱15的减速比为40 1。所述传递齿轮的减速比为7。如图4所示，所述顶部悬臂模块4包括斜拉锁21、第一悬臂22、斜撑23、顶部悬臂圆筒轴M。所述顶部悬臂模块4还包括套筒43。其中，所述第一悬臂22上部通过所述斜拉锁21和所述顶部悬臂圆筒轴M相连接，所述斜拉锁21为所述第一悬臂22提供预应力， 所述第一悬臂22下部通过所述斜撑23和所述顶部悬臂圆筒轴M相连接，所述套筒43套接于所述立管模型的上端点及整个上部的外侧。所述第一悬臂22的末端将与图11中示出的所述振荡模块中的钢架44固定装置连接。如图5所示，所述第一悬臂22采用预应力矩形钢桁架结构。桁架分段间使用连接板连接。桁架的腹杆和弦杆的尺寸分别为，腹杆外径0.05m，厚度0.00細，弦杆外径 0. 03m，厚度0. 0(Mm。所述的第一悬臂长度为18m。所述底部悬臂模块包括第二悬臂、以及桁架。所述第二悬臂下部使用所述桁架和底部悬臂及圆筒轴相连接。所述的第二悬臂长度为9m。所述套筒43具体套接于所述立管模型的上端点及整个上部的外侧，使带套筒部分的所述立管模型在测试装置旋转中不受水流的作用，从而实现模拟阶梯流。当所述套筒被完全拆除时，整个立管模型各剖面在实验装置旋转中受到均勻水流的作用，又可模拟均勻流场。如图6所示，所述底部支撑模块7包括圆筒轴连接法兰盘25、圆筒轴沈、底部支撑法兰盘27、底部固定轴承观、底部固定轴29、以及底部基座30，其中，所述圆筒轴沈的上部通过所述圆筒轴连接法兰盘25与所述圆筒轴分段模块5或所述底部悬臂模块6连接、下部通过所述底部支撑法兰盘27与所述底部固定轴四连接，然后将整体插入到所述底部固定轴承观内，轴承实现油密，所述底部固定轴承观焊接在所述底部基座30上，所述底部基座 30通过31个高强度螺丝与海洋工程深水池升降底9连接。所述圆筒轴分段模块5包括若干段由连接法兰固定相连的圆筒轴分段机构，每个所述圆筒轴分段机构的两个端部均环形布置有螺栓孔，所述圆筒轴分段机构与海洋工程深水池的升降底9相垂直。如图7、图8、图9和图10所示，所述立管模型机构1包括连接板31、缓冲弹簧32、 直线轴承33、滑动轴34、三分力传感器35、第一万向节36、第二万向节52、第一立管固定接头37、第二立管固定接头53、立管模型38、驱动伺服电机39、轨道40、滑块41、以及立管固定座42。其中，在所述立管模型38的顶端设有所述第一万向节36和第一立管固定接头37， 在所述立管模型38的底端设有所述第二万向节52和第二立管固定接头53，第一立管固定接头37的两端分别与所述立管模型38的顶端和所述第一万向节36的一端相连，所述第一万向节36的另一端固定设置于所述立管固定座42上。所述第二立管固定接头53的两端分别与所述立管模型38的底端和所述第二万向节52的一端相连，所述第二万向节52的另一端固定设置于所述三分力传感器35上，所述直线轴承33与所述滑动轴34相连，所述缓冲弹簧32与所述直线轴承33相连，所有的所述直线轴承33固定在所述连接板31上，所述立管固定座42与所述滑块41固定连接，通过控制驱动伺服电机39能够使所述滑块41 沿着所述轨道40滑动。
所述立管模型的单位长度质量与其单位长度排开水的质量之比为1 :1。如图11所示，所述振荡模块8包括支持钢架44、水平振荡轨道45、水平振荡滑块 46、垂直振荡轨道47、垂直振荡滑块48、端部支撑机构49、支持架轨道50和振荡电机51。其中，所述振荡模块8通过其支持钢架44焊接固定于所述顶部悬臂模块4上，所述支持钢架 44与水平振荡轨道45连接，所述立管模型机构1中的顶端固定装置与所述端部支撑机构 49连接，所述支持架轨道50连接在所述水平振荡滑块46下面能够在水平方向振荡，所述垂直振荡轨道47连接在所述支持架轨道50下，能够随着所述水平振荡滑块46运动，所述水平振荡滑块46连接在所述水平振荡轨道45上，可以在所述水平振荡轨道45上往复运动， 所述水平振荡轨道45固定在所述顶部悬臂模块4上，6个所述振荡电机51分三组，分别对称安装在所述水平振荡轨道45、垂直振荡轨道47、以及支持架轨道50上，控制各滑块沿轨道运动。通过所述水平振荡滑块46在所述水平振荡轨道45上往复运动或者在所述垂直振荡滑块48上运动，可实现立管模型在静水中或剪切流场中的强迫振荡模型试验。根据本发明提供的所述测试装置通过以下方式进行测试先根据海洋工程深水池的尺寸、管件的实际尺寸、测试工况的具体情况和测试的经济性选择合适的模型缩尺比和测试工况。按照整个所述测试装置得强度控制要求以及振动控制要求确定各个模块的具体尺寸和材料。各模块准备好后具体的安装过程如下。在地面组装所述底部支撑模块7，组装完成后升高海洋工程深水池的升降底9，将所述底部支撑模块7的底部基座30用螺栓固定在升降底9上。然后适当降低升降底9安装所述底部悬臂模块6，然后将所述立管模型机构1也就是测试管件的一端用万向连轴器固定在所述底部悬臂模块6上，另一端搭在池壁上，数据线从连接装置穿过横梁进入圆筒轴中，降低升降底9。根据测试管件的长度要求确定所述圆筒轴分段模块5的长度，然后将所述圆筒轴分段模块5用小车吊至海洋工程深水池中央进行吊装。在安装上述模块得同时， 在地面组装所述测量分析系统平台模块2、驱动模块3、顶部悬臂模块4、以及振荡模块8，并将所述振荡模块8固定在所述顶部悬臂模块4上。所述圆筒轴分段模块5安装完成后吊装所述顶部悬臂模块4，各模块之间的连接采用法兰连接，数据线从连接装置穿过横梁进入圆筒轴中。所述顶部悬臂模块4吊装完成后，将所述立管模型机构1测试管件的另一端穿过套筒固定在所述振荡模块8的连接模块上。安装完成后，用小车将所述驱动模块3吊至所述顶部悬臂模块4正上方，所述顶部悬臂模块4与驱动模块3的连接要特别注意精度控制， 连接后将所述驱动模块3用螺栓固定在小车上。最后安装所述测量分析系统平台模块2，将圆筒轴中的数据线连接到所述测量分析系统平台模块2上。在所述测量分析系统平台模块2中的计算机上安装好计算机实时分析软件和图像处理软件，然后将从测试管件两端导出来的数据线连接到电脑上。同时将测试装置中的测量仪器导出来的电源线接上电源。整体安装完成后调试装置。调试完成后就可以根据具体工况和测试技术要求启动所述测试装置进行测试。
权利要求
1.一种均勻流和阶梯流下顶部可运动竖置立管涡激振动旋转装置，其特征在于，包括立管模型机构、测量分析系统平台模块、驱动模块、顶部悬臂模块、圆筒轴分段模块、底部悬臂模块、底部支撑模块和振荡模块，其中，所述立管模型机构固定设置于所述振荡模块和所述底部悬臂模块之间，所述振荡模块固定于所述顶部悬臂模块上，所述圆筒轴分段模块垂直置于海洋工程深水池中并分别与所述底部支撑模块、驱动模块、以及顶部悬臂模块垂直连接，所述底部支撑模块用于固定设置于海洋工程深水池的升降底上，所述驱动模块分别与所述圆筒轴分段模块以及顶部悬臂模块相连接并输出动力，所述顶部悬臂模块4的左右两端分别与所述圆筒轴分段模块相连，所述测量分析系统平台模块分别与立管模型机构的所述顶部悬臂模块以及底部悬臂模块、以及底部支撑模块相连并接收检测数据；所述立管模型机构包括连接板、缓冲弹簧、直线轴承、滑动轴、三分力传感器、第一万向节、第二万向节、第一立管固定接头、第二立管固定接头、立管模型、驱动伺服电机、轨道、滑块、以及立管固定座，其中，在所述立管模型的顶端设有所述第一万向节和第一立管固定接头，在所述立管模型的底端设有所述第二万向节和第二立管固定接头，第一立管固定接头的两端分别与所述立管模型的顶端和所述第一万向节的一端相连，所述第一万向节的另一端固定设置于所述立管固定座上，所述第二立管固定接头的两端分别与所述立管模型的底端和所述第二万向节的一端相连，所述第二万向节的另一端固定设置于所述三分力传感器上，所述直线轴承与所述滑动轴相连，所述缓冲弹簧与所述直线轴承相连，所述直线轴承固定在所述连接板上，所述立管固定座与所述滑块固定连接，控制驱动伺服电机能够使所述滑块沿着所述轨道滑动，所述测量分析系统平台模块与所述立管模型机构的立管模型相连并接收检测数据。
2.根据权利要求1所述的均勻流和阶梯流下顶部可运动竖置立管涡激振动旋转装置， 其特征在于，所述立管模型的单位长度质量与其单位长度排开水的质量之比为1 :1。
3.根据权利要求1所述的均勻流和阶梯流下顶部可运动竖置立管涡激振动旋转装置， 其特征在于，所述测量分析系统平台模块包括测量单元、水下录像单元、计算单元、以及无线传输单元，其中，所述计算单元设置于海洋工程深水池的拖车机房内并与所述无线传输单元相连接以传输所述水下录像单元和测量单元输出的无线测量信号，所述计算单元实时地对接收到的无线测量信号进行存储和处理。
4.根据权利要求1所述的均勻流和阶梯流下顶部可运动竖置立管涡激振动旋转装置， 其特征在于，所述驱动模块用于为整个所述测试装置提供动力并对所述测试装置的转动速度进行精确控制，所述驱动模块包括变速齿轮箱、伺服驱动电机、驱动轴、可调节支撑底座、 驱动齿轮、以及传递齿轮，其中，所述伺服驱动电机与所述变速齿轮箱相连接，所述变速齿轮箱与所述驱动轴相连接，所述驱动轴与所述驱动齿轮相连接，所述伺服驱动电机、变速齿轮箱、驱动齿轮、以及驱动轴分别固定设置于所述可调节支撑底座，实现封装，所述可调节支撑底座用于安装于海洋工程深水池拖车的钢架上，所述传递齿轮与伺服驱动电机相连接。
5.根据权利要求4所述的均勻流和阶梯流下顶部可运动竖置立管涡激振动旋转装置， 其特征在于，所述变速齿轮箱的减速比为40 :1。
6.根据权利要求1所述的均勻流和阶梯流下顶部可运动竖置立管涡激振动旋转装置， 其特征在于，所述顶部悬臂模块包括斜拉锁、第一悬臂、斜撑、以及顶部悬臂圆筒轴，其中，所述第一悬臂上部通过所述斜拉锁和所述顶部悬臂圆筒轴相连接，所述斜拉锁为所述第一悬臂提供预应力，所述第一悬臂下部通过所述斜撑和所述顶部悬臂圆筒轴相连接，所述第一悬臂的末端将与所述振荡模块中的钢架固定装置连接。
7.根据权利要求6所述的均勻流和阶梯流下顶部可运动竖置立管涡激振动旋转装置， 其特征在于，所述顶部悬臂模块还包括套筒，其中，所述套筒套接于所述立管模型的上端点及整个上部的外侧，所述第一悬臂采用预应力矩形钢桁架结构。
8.根据权利要求1所述的均勻流和阶梯流下顶部可运动竖置立管涡激振动旋转装置， 其特征在于，所述圆筒轴分段模块包括若干段由连接法兰固定相连的圆筒轴分段机构，每个所述圆筒轴分段机构的两个端部均环形布置有螺栓孔，所述圆筒轴分段机构与海洋工程深水池的升降底相垂直。
9.根据权利要求1所述的均勻流和阶梯流下顶部可运动竖置立管涡激振动旋转装置， 其特征在于，所述底部支撑模块包括圆筒轴连接法兰盘、圆筒轴、底部支撑法兰盘、底部固定轴承、底部固定轴、以及底部基座，其中，所述圆筒轴的上部通过所述圆筒轴连接法兰盘与所述圆筒轴分段模块或所述底部悬臂模块连接、下部通过所述底部支撑法兰盘与所述底部固定轴连接，然后将整体插入到所述底部固定轴承内，轴承实现油密，所述底部固定轴承焊接在所述底部基座上。
10.根据权利要求1所述的均勻流和阶梯均勻流下顶端可运动的斜置立管的涡激振动旋转测试装置，其特征在于，所述的振荡模块包括支持钢架、水平振荡轨道、水平振荡滑块、 垂直振荡轨道、垂直振荡滑块、端部支撑机构、支持架轨道和振荡电机，其中，所述振荡模块通过其支持钢架焊接固定于所述顶部悬臂模块上，所述支持钢架与水平振荡轨道连接，所述立管模型机构中的顶端固定装置与所述端部支撑机构连接，所述支持架轨道连接在所述水平振荡滑块下面能够在水平方向振荡，所述垂直振荡轨道连接在所述支持架轨道下，能够随着所述水平振荡滑块运动，所述水平振荡滑块连接在所述水平振荡轨道上，可以在所述水平振荡轨道上往复运动，所述水平振荡轨道固定在所述顶部悬臂模块上，6个所述振荡电机分三组，分别对称安装在所述水平振荡轨道、垂直振荡轨道、以及支持架轨道上，控制各滑块沿轨道运动，通过所述水平振荡滑块在所述水平振荡轨道上往复运动或者在所述垂直振荡滑块上运动。
全文摘要
本发明提供一种海洋工程技术领域的均匀流和阶梯流下顶部可运动竖置立管涡激振动旋转装置，包括立管模型机构、测量分析系统平台模块、驱动模块、顶部悬臂模块、底部悬臂模块、圆筒轴分段模块、底部支撑模块和振荡模块，立管模型机构固定设置于振荡模块和底部悬臂模块之间，振荡模块固定于顶部悬臂模块上，圆筒轴分段模块垂直置于海洋工程深水池中并分别与底部支撑模块、驱动模块和顶部悬臂模块垂直连接，底部支撑模块固定设置于升降底上，驱动模块分别与圆筒轴分段模块和顶部悬臂模块相连接，顶部悬臂模块的左右两端分别与圆筒轴分段模块相连。本发明能够模拟实际尺寸立管、均匀或者阶梯流场、立管顶部平台运动。
文档编号G01M7/02GK102288376SQ20111021962
公开日2011年12月21日 申请日期2011年8月2日 优先权日2011年8月2日
发明者付世晓, 宋磊建, 胡克, 许玉旺 申请人:上海交通大学