一种海上风机基础非接触式加载试验装置的制作方法

本技术属于海上风机基础荷载试验，具体涉及一种可输出任意加载波形的海上风机基础非接触式加载试验装置。

背景技术：

1、我国近海海上风电场发展目前已走入世界前列，而海上风机在波浪、潮流及风荷载下的模型试验大多采用风洞试验或模拟风场联合水槽试验等，这种模型普遍尺寸较大、成本较高且荷载大小难以精确控制。然而小尺寸的模型试验则大多采用接触式的液压加载，虽然能做到精确控制荷载，但液压加载系统大多只能输出常规正弦波。显然，这种加载波形与实际脉动风荷载与波浪荷载的波形不同，因此也难以贴合实际情况模拟。并且，目前的小尺寸模型试验装置只能进行单一的荷载耦合分析，一方面试验效率低，另一方面较难满足实际试验需求。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种不仅尺寸小，而且能够同时进行多种荷载耦合分析，同时还能够输出任意加载波形的海上风机基础非接触式加载试验装置。

2、为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

3、一种海上风机基础非接触式加载试验装置，包括试验箱、单桩模型、电磁发生模块以及电磁响应模块；所述试验箱内部装载有试验土，底部设有排水阀门；所述单桩模型为半圆环体的半桩，半桩的平面竖直地紧贴所述试验箱的正面内壁；所述电磁发生模块包括安装在所述试验箱正面内壁上且靠近所述单桩模型侧面的滑轨、滑动连接于所述滑轨的电磁铁以及与所述电磁铁电连接的任意波形发生器，所述滑轨垂直于所述单桩模型；所述电磁响应模块包括位于所述单桩模型内部的拉压测力计以及连接于所述拉压测力计并位于单桩模型侧面的铁块，所述铁块正对同侧所述电磁铁的吸力面。

4、进一步的，所述电磁发生模块位于所述单桩模型的顶部或/和所述试验土表面以上位置，所述电磁响应模块与所述电磁发生模块对应设置。

5、进一步的，所述任意波形发生器有两组输出接头，可独立设置不同波形并提供同一所述电磁发生模块中的两个所述电磁铁的供电输出。

6、进一步的，所述拉压测力计的两侧设有外螺纹接头，每个所述外螺纹接头通过所述单桩模型的侧面孔洞与设有对应内螺纹的所述铁块连接。

7、进一步的，所述拉压测力计包括圆柱体形的拉压力传感器，所述外螺纹接头位于所述拉压力传感器的端头。

8、进一步的，所述电磁铁与所述滑轨通过滑块和三角铁连接；其中，所述滑块滑动连接在所述滑轨上，所述三角铁的水平面和竖直面通过螺丝分别与所述滑块和所述电磁铁固定连接。

9、进一步的，所述试验箱正面为亚克力板，其余面为铝合金板且顶部开口。

10、进一步的，所述试验箱为长方体形，所述亚克力板与所述铝合金板螺丝连接固定并通过玻璃胶密封。

11、进一步的，所述排水阀为两个，分别位于所述试验箱内的底部两侧且设有无纺布过滤层。

12、进一步的，所述试验土为分层布置的不同土性填土。

13、本实用新型的技术方案可以通过任意波形发生器配合电磁铁形成电磁场从而对铁块进行吸引，形成不同波形的非接触式荷载模拟试验。并且位于顶部和泥面处的电磁发生器模块分别用于模拟风荷载与波浪荷载，两者既可单独进行加载也可同时进行不同波形的耦合加载，从而满足不同的试验模拟分析。同时，整个试验装置尺寸小，成本低，结果准确性好。

技术特征：

1.一种海上风机基础非接触式加载试验装置，其特征在于包括试验箱、单桩模型、电磁发生模块以及电磁响应模块；所述试验箱内部装载有试验土，底部设有排水阀门；所述单桩模型为半圆环体的半桩，半桩的平面竖直地紧贴所述试验箱的正面内壁；所述电磁发生模块包括安装在所述试验箱正面内壁上且靠近所述单桩模型侧面的滑轨、滑动连接于所述滑轨的电磁铁以及与所述电磁铁电连接的任意波形发生器，所述滑轨垂直于所述单桩模型；所述电磁响应模块包括位于所述单桩模型内部的拉压测力计以及连接于所述拉压测力计并位于单桩模型侧面的铁块，各所述铁块对应同侧所述电磁铁的吸力面。

2.如权利要求1所述的一种海上风机基础非接触式加载试验装置，其特征在于所述电磁发生模块位于所述单桩模型的顶部或/和所述试验土表面以上位置，所述电磁响应模块与所述电磁发生模块对应设置。

3.如权利要求2所述的一种海上风机基础非接触式加载试验装置，其特征在于所述任意波形发生器有两组输出接头，可独立设置不同波形并提供同一所述电磁发生模块中的两个所述电磁铁的供电输出。

4.如权利要求2所述的一种海上风机基础非接触式加载试验装置，其特征在于所述拉压测力计的两侧设有外螺纹接头，每个所述外螺纹接头通过所述单桩模型的侧面孔洞与设有对应内螺纹的所述铁块连接。

5.如权利要求4所述的一种海上风机基础非接触式加载试验装置，其特征在于所述拉压测力计包括圆柱体形的拉压力传感器，所述外螺纹接头位于所述拉压力传感器的端头。

6.如权利要求1所述的一种海上风机基础非接触式加载试验装置，其特征在于所述电磁铁与所述滑轨通过滑块和三角铁连接；其中，所述滑块滑动连接在所述滑轨上，所述三角铁的水平面和竖直面通过螺丝分别与所述滑块和所述电磁铁固定连接。

7.如权利要求6所述的一种海上风机基础非接触式加载试验装置，其特征在于所述试验箱正面为亚克力板，其余面为铝合金板且顶部开口。

8.如权利要求7所述的一种海上风机基础非接触式加载试验装置，其特征在于所述试验箱为长方体形，所述亚克力板与所述铝合金板螺丝连接固定并通过玻璃胶密封。

9.如权利要求6所述的一种海上风机基础非接触式加载试验装置，其特征在于所述排水阀为两个，分别位于所述试验箱内的底部两侧且设有无纺布过滤层。

技术总结
本技术提供了一种海上风机基础非接触式加载试验装置，包括试验箱、单桩模型、电磁发生模块以及电磁响应模块；试验箱内部装载有试验土，底部设有排水阀门；单桩模型为半圆环体的半桩，半桩的平面竖直地紧贴试验箱的正面内壁；电磁发生模块包括安装在试验箱正面内壁上且靠近单桩模型侧面的滑轨、滑动连接于滑轨的电磁铁以及与电磁铁电连接的任意波形发生器，滑轨垂直于单桩模型；电磁响应模块包括位于单桩模型内部的拉压测力计以及连接于拉压测力计并位于单桩模型侧面的铁块，铁块正对电磁铁的吸力面。本技术不仅可以形成不同波形的非接触式荷载模拟试验，而且可以分别或同时模拟风荷载与波浪荷载。整个试验装置尺寸小，实用性强。

技术研发人员：赵留园,饶猛,姚康,史吏,孙淼军,王松平,赵苏文,程万强
受保护的技术使用者：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
技术研发日：20220906
技术公布日：2024/1/12