[發(fā)明專利]模擬斜向均勻流下深海立管橫向自激振動的試驗裝置有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201210437190.4 | 申請日： | 2012-11-06 |
| 公開（公告）號： | CN102967437A | 公開（公告）日： | 2013-03-13 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 付世曉;陳希恰;許玉旺;鐘芊;位巍 | 申請（專利權(quán)）人： | 上海交通大學(xué) |
| 主分類號： | G01M10/00 | 分類號： | G01M10/00;G01N29/34 |
| 代理公司： | 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236 | 代理人： | 郭國中 |
| 地址： | 200240 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 模擬 均勻 流下 深海 橫向 振動 試驗裝置 | ||
1.一種模擬斜向均勻流下深海立管橫向自激振動的試驗裝置，設(shè)置在拖車上，其特征在于，包括：深海立管模塊、第一端部假體模塊、第二端部假體模塊、第一垂直滑動模塊、第二垂直滑動模塊、第一水平滑動模塊、第二水平滑動模塊和實時控制系統(tǒng)模塊，所述深海立管模塊兩端分別與所述第一端部假體模塊和第二端部假體模塊連接；所述第一端部假體模塊和第二端部假體模塊分別與所述第一垂直滑動模塊和第二垂直滑動模塊連接，且所述第一垂直滑動模塊和第二垂直滑動模塊均與所述深海立管模塊呈一定角度；所述第一水平滑動模塊與所述第一垂直滑動模塊連接，并固接至所述拖車底部一端，所述第二水平滑動模塊與所述第二垂直滑動模塊連接，并固接至所述拖車底部另一端；所述實時控制系統(tǒng)模塊設(shè)置于所述拖車上，分別與所述第一端部假體模塊、第二端部假體模塊、第一垂直滑動模塊、第二垂直滑動模塊、第一水平滑動模塊以及第二水平滑動模塊連接，其進(jìn)一步包括：RTOS系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集處理器、數(shù)值模擬運算器、運動控制器和顯示器，其中：
所述RTOS系統(tǒng)依次連接所述數(shù)據(jù)采集處理器、數(shù)值模擬運算器、運動控制器和顯示器，用以負(fù)責(zé)所述數(shù)據(jù)采集處理器、數(shù)值模擬運算器、運動控制器和顯示器之間的數(shù)據(jù)傳輸；
所述數(shù)據(jù)采集處理器的輸入端分別與所述第一端部假體模塊、第二端部假體模塊、第一垂直滑動模塊和第二垂直滑動模塊連接，輸出端與RTOS系統(tǒng)相連接，用以采集所述深海立管模塊在均勻流中的受力和實時運動速度，并經(jīng)過實時濾波、降噪以及作用力成分分析，得到力參量和速度參量發(fā)送至所述RTOS系統(tǒng)；
所述數(shù)值模擬運算器與RTOS系統(tǒng)連接，用以設(shè)定所述深海立管模塊的虛擬質(zhì)量、阻尼剛度系數(shù)等參數(shù)并發(fā)送至所述RTOS系統(tǒng)，以及，接收所述RTOS系統(tǒng)發(fā)送由所述數(shù)據(jù)采集處理器得到的力參量和速度參量，并求解運動方程，得到所述深海立管模塊下一時刻的運動速度發(fā)送至所述RTOS系統(tǒng)；
所述運動控制器的輸入端與所述RTOS系統(tǒng)連接，輸出端分別與第一垂直滑動模塊、第二垂直滑動模塊、第一水平滑動模塊和第二水平滑動模塊連接，用以根據(jù)接收到的所述RTOS系統(tǒng)發(fā)出的由所述數(shù)值模擬運算器得到的設(shè)定結(jié)果以及計算結(jié)果，分別向所述第一垂直滑動模塊、第二垂直滑動模塊、第一水平滑動模塊和第二水平滑動模塊輸出運動指令。
所述顯示器與RTOS系統(tǒng)連接，用以對所述RTOS系統(tǒng)發(fā)出的由數(shù)據(jù)采集處理器得到的力參量和速度參量，以及所述運動控制器發(fā)出的控制指令進(jìn)行顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬斜向均勻流下深海立管橫向自激振動的試驗裝置，其特征在于，所述的深海立管模塊包括：深海立管模型和兩個用以連接所述第一端部假體模塊和第二端部假體模塊的立管固定接頭，所述兩個立管固定接頭分別連接在海立管模型的兩端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模擬斜向均勻流下深海立管橫向自激振動的試驗裝置，其特征在于，所述深海立管模型直徑150毫米-300毫米，長度為1米-3米。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模擬斜向均勻流下深海立管橫向自激振動的試驗裝置，其特征在于，所述第一端部假體模塊和第二端部假體模塊包括：假體外筒、三分力儀、三分力儀固定板、連接圓管、楔塊、傳感器固定板、擋流板、滑塊固定塊和滑塊固定板，其中：所述假體外筒與所述傳感器固定板固定，所述三分力儀分別與所述深海立管模塊中對應(yīng)的立管固定接頭和三分力儀固定板的一端相連；所述三分力儀固定板的另一端與連接圓管固接，所述連接圓管另一端與所述楔塊固接；所述楔塊貫穿擋流板，并在擋流板內(nèi)側(cè)通過所述傳感器固定板與擋流板固接，所述滑塊固定塊的一端與所述擋流板另一側(cè)的所述楔塊連接；另一端固接于所述滑塊固定板內(nèi)側(cè)，所述滑塊固定板的外側(cè)和垂直滑動模塊固接；所述假體外筒軸心線與所述檔流板平面的法線成一定夾角，所述三分力儀固定板中心線及三分力儀中心線均與假體外筒軸心線重合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的模擬斜向均勻流下深海立管橫向自激振動的試驗裝置，其特征在于，所述第一端部假體模塊和第二端部假體模塊成鏡像對稱結(jié)構(gòu)。
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