[發明專利]橫置柔性管渦激流振動實驗裝置

在審

• 申請號: 201510340381.2
• 申請日: 2015-06-18
• 公開（公告）號: CN105319041A
• 公開（公告）日: 2016-02-10
• 發明（設計）人: 陳正壽
• 申請（專利權）人: 浙江海洋學院
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

1.一種橫置柔性管渦激流振動實驗裝置，包括測試管及用于拉動測試管的拖曳車及測控系統，其特征在于，所述的測試管（1）為四根，橫向分兩層設置，每層測試管為兩根且上下對應，拖曳車（2）兩側分別設有可放入拖曳池的拖曳臂，所述拖曳臂包括左拖曳臂（3）與右拖曳臂（4），左拖曳臂與右拖曳臂下端部均設有安裝板（5），安裝板上設有上下兩個固定孔（6）及分別與固定孔處于同一水平線上的上下兩條長槽（7），四根測試管的左端通過萬向節（8）分別固定在左側安裝板上的兩個固定孔及兩條長槽內，四根測試管的右端通過萬向節及張緊機構（9）分別設置在右側安裝板上的兩個固定孔及兩條長槽內，四根測試管的中心軸線在一個長方體的四條相互平行的棱邊上；所述測控系統包括測試管拉力傳感器（10）、測試管剪力傳感器（11）、測試管應變傳感器（12）及車速控制裝置，測試管拉力傳感器及剪力傳感器均設置在測試管的右端部，測試管應變傳感器設置在測試管的管壁上。

2.根據權利要求1所述的橫置柔性管渦激流振動實驗裝置，其特征是，所述的拖曳臂上固定有安裝板滑動機構，滑動機構包括一豎直設置的滑槽（13），安裝板可上下滑動地設置在滑槽內，安裝板的一側邊設有齒條（14），滑槽的一側設有擺動機構（15），齒條與擺動機構上的擺動輸出齒輪（16）嚙合，擺動機構工作時，擺動輸出齒輪帶動安裝板及測試管上下運動。

3.根據權利要求2所述的橫置柔性管渦激流振動實驗裝置，其特征是，所述擺動機構包括一擺動電機，擺動電機的動力軸（17）上疊設有正向驅動齒輪（18）與反向驅動齒輪（19），正向驅動齒輪與反向驅動齒輪均為齒數、模數相同的扇形齒輪且錯位布置，擺動機構還包括擺動齒輪（20），正向驅動齒輪與擺動齒輪間斷性嚙合，反向驅動齒輪與換向齒輪（21）間斷性嚙合，換向齒輪與擺動齒輪嚙合，擺動齒輪通過一減速傳動齒輪（22）與擺動輸出齒輪嚙合，正向驅動齒輪與擺動齒輪嚙合時，反向驅動齒輪與換向齒輪脫離嚙合，反向驅動齒輪與換向齒輪嚙合時，正向驅動齒輪與擺動齒輪脫離嚙合，所述正向驅動齒輪驅動所述擺動齒輪擺動的角度與所述反向驅動齒輪通過換向齒輪驅動所述擺動齒輪擺動的角度相等，擺動機構連接測控系統。

4.根據權利要求1所述的橫置柔性管渦激流振動實驗裝置，其特征是，每根測試管上設有兩塊呈圓板狀的滑板（23），所述滑板可滑動地套設在測試管上，滑板的最大厚度是滑板直徑的6%至10%，滑板的直徑小于相鄰兩根測試管的間距，滑板的外周其縱切面呈半圓形，滑板上設有鎖緊機構。

5.根據權利要求1所述的橫置柔性管渦激流振動實驗裝置，其特征是，測試管的長度是測試管直徑的100至300倍。

6.根據權利要求1所述的橫置柔性管渦激流振動實驗裝置，其特征是，所述的測試管為銅管，銅管的空腔內固定有比重調節材料。

7.根據權利要求1所述的橫置柔性管渦激流振動實驗裝置，其特征是，張緊機構包括一筒狀殼體（24），萬向節一端的固定軸（25）伸入設殼體的開口端，殼體的封閉端設有通孔（26），拉繩（27）的一端穿過通孔與萬向節的固定軸連接，拉繩的另一端通過滑輪機構（28）與設置在拖曳車上的配重塊連接，測試管拉力傳感器設置在殼體內的拉繩與固定軸之間，測試管剪力傳感器設置在殼體內側壁與固定軸之間。

8.根據權利要求2所述的橫置柔性管渦激流振動實驗裝置，其特征是，張緊機構包括一筒狀殼體，萬向節一端的固定軸伸入設殼體的開口端，殼體的空腔內設有一拉簧（29），拉簧的一端與萬向節的固定軸連接，拉簧的另一端與設置在殼體封閉端的調節螺栓（30）連接，測試管拉力傳感器設置在拉簧與調節螺栓之間，測試管剪力傳感器設置在殼體內側壁與固定軸之間。

9.根據權利要求1-8任一項所述的橫置柔性管渦激流振動實驗裝置，其特征是，測試管應變傳感器等間隔地設置在測試管的多個橫截面上，每個橫截面上沿測試管管壁周向均勻設置四個應變傳感器，其中兩個應變傳感器位于水平方向上，另外兩個應變傳感器位于垂直方向上，應變傳感器與設置在測試管內的線纜（32）連接，線纜由測試管的端部引出。