[發明專利]剪切流下斜置立管的渦激振動旋轉測試裝置

有效

• 申請號: 201010552029.2
• 申請日: 2010-11-19
• 公開（公告）號: CN102053000A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 付世曉;楊建民;任鐵;李潤培
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

1.一種剪切流下斜置立管的渦激振動旋轉測試裝置，其特征在于，包括：立管模型機構、測量分析系統平臺模塊、驅動模塊、頂部懸臂模塊、圓筒軸分段模塊、底部立管固定模塊和底部支撐模塊，其中：立管模型機構固定設置于頂部懸臂模塊和底部立管固定模塊之間，圓筒軸分段模塊垂直置于海洋工程深水池中并分別與底部支撐模塊、驅動模塊和頂部懸臂模塊和底部立管固定模塊垂直連接，底部支撐模塊固定設置于海洋工程深水池的升降底上，驅動模塊與圓筒軸分段模塊相連接并輸出動力，頂部懸臂模塊上部與驅動模塊或者圓筒軸分段模塊相連，下部與圓筒軸分段模塊相連，測量分析系統平臺模塊分別與立管模型、頂部懸臂模塊以及底部立管固定模塊相連并接收檢測數據；

所述的立管模型機構包括：立管模型、萬向節、三分力傳感器、滑動軸、立管固定接頭、直線軸承、緩沖彈簧和立管固定座，其中：三分力傳感器設置于立管模型的頂端，第一立管固定接頭的兩端分別與立管模型的頂端和第一萬向節的一端相連，第一萬向節的另一端固定設置于固定設置于立管固定座上，第二立管固定接頭的兩端分別與立管模型的底端和第二萬向節的一端相連，第二萬向節的另一端固定設置于三分力傳感器上，直線軸承與滑動軸相連，直線軸承和緩沖彈簧相連。

2.根據權利要求1所述的剪切流下斜置立管的渦激振動旋轉測試裝置，其特征是，所述的立管模型的單位長度質量與其單位長度排開水的質量之比為1∶1。

3.根據權利要求1所述的剪切流下斜置立管的渦激振動旋轉測試裝置，其特征是，所述的測量分析系統平臺模塊包括：測量單元、水下錄像單元、計算單元和無線傳輸單元，其中：計算單元設置于海洋工程深水池的拖車機房內并與無線傳輸單元相連接以傳輸水下錄像單元和測量單元輸出的無線測量信號，計算單元實時地對接收到的無線測量信號進行存儲和處理。

4.根據權利要求1所述的剪切流下斜置立管的渦激振動旋轉測試裝置，其特征是，所述的驅動模塊包括：伺服驅動電機、齒輪傳動機構、變速齒輪箱、驅動齒輪、驅動軸和可調節支撐底座，其中：伺服驅動電機與變速齒輪箱相連接，變速齒輪箱與驅動軸相連接，驅動軸與驅動齒輪相連接，伺服驅動電機、變速齒輪箱、驅動齒輪、驅動軸分別固定設置于可調節支撐底座，實現封裝。

5.根據權利要求1所述的剪切流下斜置立管的渦激振動旋轉測試裝置，其特征是，所述的頂部懸臂模塊包括：斜拉鎖、懸臂、桁架、頂部懸臂圓筒軸，其中：懸臂上部使用斜拉鎖和頂部懸臂圓筒軸相連接，為懸臂提供預應力，懸臂下部使用桁架和頂部懸臂圓筒軸相連接，懸臂的末端將與立管模型機構中的頂端固定裝置連接，數據線通過試件的末端和懸臂進入圓筒軸，然后通過頂部懸臂圓筒軸向上連接到測量分析系統平臺模塊，頂部懸臂模塊上部通過連接法蘭與驅動模塊或者圓筒軸分段模塊相連，下部通過連接法蘭與圓筒軸分段模塊相連。

6.根據權利要求1所述的剪切流下斜置立管的渦激振動旋轉測試裝置，其特征是，所述的底部支撐模塊包括：底部支撐法蘭盤、底部固定軸承、底部固定軸和底部基座，其中：底部固定軸與底部固定圓筒軸的下部連接，底部固定軸承位于底部固定軸的外部并密封連接，底部固定軸承和底部基座依次固定設置于海洋工程深水池的升降底上。

7.根據權利要求1所述的剪切流下斜置立管的渦激振動旋轉測試裝置，其特征是，所述的底部立管固定模塊包括：連接法蘭盤、底部固定圓筒軸、圓板桁架和支撐圓板，其中：支撐圓板的一端與底部固定圓筒軸相連接，另一端與立管模型的下端相連接；底部固定圓筒軸上部通過連接法蘭盤與圓筒軸分段模塊連接，下部通過底部支撐法蘭盤與底部支撐模塊連接；連接法蘭盤安裝于底部固定圓筒軸上端的位置并與圓筒軸分段模塊相連接，圓板桁架安裝于支撐圓板的下方位置并與底部固定圓筒軸相連接。

8.根據權利要求1所述的剪切流下斜置立管的渦激振動旋轉測試裝置，其特征是，所述的底部立管固定模塊包括：連接法蘭盤、底部固定圓筒軸、矩形鋼桁架和矩形支撐板，其中：矩形支撐板的一端與底部固定圓筒軸相連接，另一端與所述立管模型的下端相連接，底部固定圓筒軸上部通過連接法蘭盤與圓筒軸分段模塊連接，下部通過底部支撐法蘭盤與底部支撐模塊連接，連接法蘭盤安裝于底部固定圓柱筒上端的位置并與圓筒軸分段模塊相連接，矩形鋼桁架安裝于矩形支撐板的下方位置并與底部固定圓筒軸相連接。

9.根據權利要求1所述的剪切流下斜置立管的渦激振動旋轉測試裝置，其特征是，所述的底部立管固定模塊包括：連接法蘭盤、底部固定圓筒軸、立管底部固定端、底部固定圓筒軸上開口、底部固定圓筒軸下開口，其中：底部固定圓筒軸上部通過連接法蘭盤與圓筒軸分段模塊連接，下部通過底部支撐法蘭盤與底部支撐模塊連接，所述立管模型通過立管底部固定端穿過底部固定圓筒軸上開口和底部固定圓筒軸下開口固定在底部固定圓筒軸內部。