[發明專利]局部流速增大立管束空間布置可變的渦激振動試驗裝置

有效

• 申請號: 201510601272.1
• 申請日: 2015-09-18
• 公開（公告）號: CN105203283B
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發明（設計）人: 徐萬海;馬燁璇;及春寧;楊鋼
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 李麗萍

1.一種局部流速增大立管束空間布置可變的渦激振動試驗裝置，包括海洋立管模型(1)、橫向試驗支持架(3)、拖車(21)、應變采集儀和計算機；

所述海洋立管模型(1)的一端設有第一端部支撐裝置，所述海洋立管模型(1)的另一端設有第二端部支撐裝置，所述第一端部支撐裝置和第二端部支撐裝置的頂部分別與所述橫向試驗支持架(3)的兩端連接，所述橫向試驗支持架(3)固定于所述拖車(21)的底部；

所述海洋立管模型(1)包括若干條導線和一薄壁銅管(8)，所述導線的外徑為0.3mm，所述導線為7芯導線，所述薄壁銅管(8)的外徑為8mm、壁厚為1mm；自所述薄壁銅管(8)的外表面依次向外設有相互緊密接觸的若干層熱縮管(26)和一層硅膠管(27)，所述薄壁銅管(8)與所述熱縮管(26)之間設有多片用于采集應變的應變片(25)，所述應變片(25)通過接線端子與所述導線相連，所述導線的兩端與所述薄壁銅管(8)的一端或分別與所述薄壁銅管(8)的兩端固定；所述薄壁銅管(8)的一端通過銷釘(7)連接有第一圓柱接頭(5)，所述薄壁銅管(8)的另一端通過銷釘(7)連接有第二圓柱接頭(6)；

所述橫向試驗支持架(3)包括主體橫梁，所述主體橫梁的兩側分別與第一端部支撐裝置和第二端部支撐裝置連接；所述主體橫梁的頂部設有槽鋼，所述拖車(21)支撐在槽鋼上；

其特征在于：

所述主體橫梁上、在位于第二端部支撐裝置連接端的外側設有多根拉力固定軸(9)；

所述第一端部支撐裝置包括豎直方向的第一支撐桿，所述第一支撐桿的頂部與所述主體橫梁的一端連接，所述第一支撐桿的底部連接有第一支撐板，所述第一支撐板的內側通過導流板固定螺絲連接有與所述第一支撐板平行的第一導流板，所述第一支撐板的中部設有轉盤安裝孔，所述轉盤安裝孔中固定有第一支撐板轉盤(13)，所述第一導流板上、在與所述第一支撐板轉盤(13)對應的位置設有導流板轉盤安裝孔，所述導流板轉盤安裝孔中固定有第一導流板轉盤，所述第一導流板轉盤與所述第一支撐板轉盤的大小相同且位置對正，所述第一支撐板轉盤與所述第一導流板轉盤之間通過轉盤固定螺絲連接；所述第一支撐板轉盤和第一導流板轉盤上均設有多個位置一一對應的通孔，所述通孔的數量和位置分別與試驗時海洋立管模型的數量和安裝位置相同，所述第一導流板轉盤上的通孔為立管安裝孔，每個立管安裝孔內設有一個萬向聯軸節(4)，所述萬向聯軸節(4)的一端通過萬向聯軸節螺絲(22)固定在第一支撐板轉盤上，所述萬向聯軸節(4)的另一端與一海洋立管模型(1)中的第一圓柱接頭(5)連接；

所述第二端部支撐裝置包括豎直方向的第二支撐桿，所述第二支撐桿的頂部與所述主體橫梁的另一端連接，所述第二支撐桿的底部連接有第二支撐板，所述第二支撐板的內側通過導流板固定螺絲連接有與所述第二支撐板平行的第二導流板，所述第二支撐板的中部設有轉盤安裝孔，所述轉盤安裝孔中固定有第二支撐板轉盤(14)，所述第二導流板上、在與所述第二支撐板轉盤(14)對應的位置設有導流板轉盤安裝孔，所述導流板轉盤安裝孔中固定有第二導流板轉盤，所述第二導流板轉盤與所述第二支撐板轉盤的大小相同且位置對正，所述第二支撐板轉盤與所述第二導流板轉盤之間通過轉盤固定螺絲連接；所述第二支撐板轉盤和第二導流板轉盤上均設有多個位置一一對應的通孔，所述通孔的數量和位置分別與試驗時海洋立管模型的數量和安裝位置相同；所述第二導流板轉盤上的通孔為立管安裝孔，所述第二支撐板轉盤的外側設有多個滑輪(10)，所述滑輪(10)的個數與試驗時安裝的海洋立管模型的數量相同，所述第二支撐板轉盤上位于每個滑輪(10)的下方分別設有一鋼絲繩過線孔，所述海洋立管模型的第二圓柱接頭(6)連接有一條鋼絲繩(34)，所述鋼絲繩(34)通過一鋼絲繩過線孔后繞入第二支撐板轉盤的一滑輪槽中，然后依次連接有拉力彈簧(30)、拉力張緊器(31)、拉力傳感器(32)，最后固定在主體橫梁上的一根拉力固定軸(9)上；所述鋼絲繩和與之連接的海洋立管模型的軸線在同一平面內；所述導線和所述拉力傳感器與所述應變采集儀聯接，所述應變采集儀與所述計算機連接；

所述海洋立管模型(1)的中部設有流速增大裝置(38)，所述流速增大裝置(38)包括流速增大罩(39)和支持柱(35)，所述流速增大罩(39)包括按水流方向順次布置的增速段(40)和穩流段(41)，所述增速段(40)呈喇叭形，所述增速段(40)的進水端為喇叭形的大口端，所述增速段(40)的出水端為喇叭形的小口端，所述穩流段(41)的開口大小與喇叭形的小口端大小一致；所述增速段(40)的進水端與出水端的面積比為該流速增大裝置(38)所要增大的流速倍數；

所述穩流段(41)設有用于所述海洋立管模型(1)穿過的通孔；所述支持柱(35)的頂端固定在橫向試驗支持架(3)上，所述支持柱(35)的頂部和中部分別焊接有連接板(36)，所述連接板(36)通過螺絲固定在所述橫向試驗支持架(3)上，所述支持柱(35)的底端與所述流速增大罩(39)焊接；所述支持柱(35)的中部兩側與所述橫向試驗支持架(3)之間分別連接有斜拉鋼絲繩，所述斜拉鋼絲繩上連接有拉力張緊器。