倾角阶梯来流海洋立管涡激-参激耦合振动试验装置的制造方法_3

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。调整横向试验支持架3与拖车20之间角度的同时也就确定了立管与来流之间的倾角,当来流的垂直方向与立管的轴向倾角为O度时,角度板21和角度盘4应正好重合;当来流的垂直方向与立管的轴向倾角为15度时,角度板21和角度盘4之间的角度应为15度;当来流的垂直方向与立管的轴向倾角为30度时,角度板21和角度盘4之间的角度应为30度;当来流的垂直方向与立管的轴向倾角为45度时,角度板21和角度盘4之间的角度应为45度。如图13-1、图13-2和图13_3为立管与来流之间倾角示意图,图13-1表示倾角为15度,图13-2表示倾角为30度,图13_3表示倾角为45度。
[0061]所述第二支撑板14的外侧设有滑轮16,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。
[0062]如图14-1、图14-2和图14_3示出了可以改变滑轮座角度的滑轮垫块的楔形块结构,由于当海洋立管模型I轴向与来流垂直方向之间倾角为15度、30度、45度时,海洋立管模型I轴向与第一、第二导流板11垂直方向之间的夹角变为15度、30度、45度,海洋立管模型I的一端沿其延长线引出钢丝绳需要绕入滑轮16的滑轮槽中,为了使滑轮16的滑轮槽在海洋立管模型I的延长线上,需要在第一、第二支撑板14上安装不同楔形角度的滑轮垫块23,然后再安装滑轮16。当海洋立管模型I轴向与来流垂直方向之间倾角为15度时,安装楔形面夹角为15度的滑轮垫块,以此类推,当海洋立管模型I轴向与来流垂直方向之间倾角为30度时,安装30度的滑轮垫块;当海洋立管模型I轴向与来流垂直方向之间倾角为45度时,安装45度的滑轮垫块。
[0063]所述第一支撑管13的内侧与主体横梁之间及所述第二支撑管13的内侧与主体横梁之间均分别连接有斜撑管9 ;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,如图6所示。
[0064]所述第二导流板11的内侧固定有一流线型整流罩27,如图1和图3所示,所述流线型整流罩罩住所述海洋立管模型I 一端或两端的轴段;如图15-1、图15-2、图15-3和图15-4所示,所述流线型整流罩27包括流线型围板28和设置在围板28 —端的外沿板29,所述外沿板29上设有螺栓过孔,所述流线型整流罩27与第一导流板11或所述流线型整流罩27与第二导流板11之间采用螺栓连接。
[0065]与海洋立管模型I第二圆柱接头6连接的钢丝绳,该钢丝绳穿过支撑板14后绕过滑轮依次连接拉力张紧器24、拉力弹簧19、拉力传感器25最终与轴向力往复装置相连;所述钢丝绳17和所述海洋立管模型I的轴线在同一平面内。
[0066]如图17和图18所示,所述轴向力往复装置设置在拖车边部且与所述海洋立管模型I的一端连接,所述轴向力往复装置包括支座37、电机36、连接杆31、滑轨33、滑块32、偏心孔盲板38、上部滑轮34和下部滑轮35,所述电机36设置在支座37的一端,所述滑轨33设置在支座37的中部,所述滑块32装配在所述滑轨33上,所述上部滑轮34和下部滑轮35均设置在所述支座37的另一端,下部滑轮需要垫上相应角度的滑轮垫块23即当海洋立管模型I轴向与来流垂直方向之间倾角为15度时,安装楔形面夹角为15度的滑轮垫块,以此类推,当海洋立管模型I轴向与来流垂直方向之间倾角为30度时,安装30度的滑轮垫块;当海洋立管模型I轴向与来流垂直方向之间倾角为45度时,安装45度的滑轮垫块。电机36轴头连接偏心孔盲板38,连接杆31 —端连接偏心孔盲板38,所述偏心孔盲板38设置在电机36的输出轴上,所述偏心孔盲板38上设有多个不同偏心位置的偏心孔,所述连接杆31的一端设有径向杆,所述径向杆插接在其中一个偏心孔内,所述连接杆31的另一端与所述滑块4连接;所述海洋立管模型I的第二圆柱接头6连接钢丝绳17,该钢丝绳17穿过第二支撑板上的钢丝绳过孔后绕过所述第二支撑板外侧的滑轮16后依次连接拉力张紧器24、拉力弹簧19和拉力传感器25,最终连接至所述轴向力往复装置中的滑块32上;所述钢丝绳17和所述海洋立管模型I的轴线在同一平面内;钢丝绳17绕入上部滑轮34槽中,并向下延伸绕入下部滑轮35槽中与拉力传感器25、拉力弹簧19、拉力张紧器24相连,最终与海洋立管模型I相连。上述电机36轴中心、滑块32中心、上部滑轮34槽的上部边缘位于同一水平高度,上部滑轮34槽边缘与下部滑轮35槽内边缘在一条直线上,电机36连接变频器连接电源,通过变频器改变供电电压的频率可以调节电机36至需要的转速,满足轴向力变化的频率,偏心孔盲板38距离电机36轴中心相应位置开螺丝孔,连接杆31 —端通过螺丝拧入螺丝孔,电机36转动,通过连接杆31使滑块32在滑轨33上往复运动,滑块32通过钢丝绳17带动拉力弹簧19作伸缩运动,往复运动的振幅是所述连接杆与所述偏心孔盲板上连接位置点的偏心距,从而实现轴向力幅值的变化,例如,根据变轴向力的幅值选择合适距离的偏心孔与连接杆端部的径向杆连接,例如:该径向杆是螺丝,偏心孔为螺丝孔,其偏心孔的偏心距就是往复运动的振幅。
[0067]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。
[0068]以下介绍本实施例装置的制作和安装过程:在试验前,先根据拖曳水池的尺度,拖车20的速度,试验工况的具体情况和试验的经济性,得到海洋立管模型I的具体尺度。根据海洋立管模型I的尺度、拖车20的尺度以及试验工况的具体情况和经济性,确定横向试验支持架3,第一、第二端部支撑装置2,流线型整流罩27的材料和尺度。
[0069]制作海洋立管模型1,横向试验支持架3,第一、第二端部支撑装置2,流线型整流罩27,测量分析系统的各仪器设备外购。
[0070]以带有抑制结构的海洋立管模型为例,其制造过程如下:首先在平台平面上沿铜管轴线方向划出前后相对,上下相对的四条平行线,确定应变片粘贴位置。将铜管两端分别装上粗圆柱接头和细圆柱接头。去除应变片粘贴位置铜管表面的氧化层,粘贴应变片,前后应变片互成一对,上下应变片互成一对,均采用半桥接法,并通过接线端子连接导线,其中用薄胶带将应变片同接线端子连接的金属细丝与铜管表面隔开,以实现绝缘,在应变片粘贴处涂适量硅橡胶,以达到保护和防水的目的,引出各位置的导线至铜管两端并用薄胶带将导线沿铜管轴线方向固定,然后在铜管外侧套上若干层热缩管使其外表面与硅胶管内表面紧密接触,在热缩管外侧套上一层硅胶管若是裸管结构,至此已形成了该海洋立管模型,从管的左侧开始,将一个螺距等分为若干份,在每个位置使用螺旋线标记定位环确定出螺旋线位置,使用螺旋线粘接定位环粘接三条硅胶条,处理硅胶管未粘接硅胶条位置的硅胶,使硅胶条表面干净光滑整洁,粘接的硅胶条代表涡激振动抑制中的螺旋列板,最后在模型两端涂适量硅橡胶防止模型进水。
[0071]将横向试验支持架3,第一、第二端部支撑装置2安装好,将流线型整流罩27安装在其中一个导流板或两个导流板11上均可,图1和图3示出的是在两个导流板上均分别安装流线型整流罩27,转动第一和第二端部支撑装置2使其顶部的角度板21与角度盘4中相应的角度对应,即使第一和第二导流板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安装在流线型套筒侧板29的长方形豁口中,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。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 一端或两端引出的导线沿第一或第二端部支撑装置2或分别沿第一、第二端部支撑装置2延伸至横向试验支持架3的一端或两端。将整个试验装置至拖车20底部,用拖车20上部的吊机将试验装置吊起,并使其与拖车呈相应角度15度、30度、4
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