[實用新型]柔性管纜結(jié)構(gòu)拉扭耦合性能測試的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820130771.6
• 申請日: 2018-01-25
• 公開（公告）號: CN207779823U
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘇琦;胡海濤;周保順;閻軍;許琦;許金錦;熊飛宇;于濤;劉靜昭;楊志勛;盧青針;岳前進
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/22;G01N3/32
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 趙淑梅;李洪福

本實用新型公開了一種柔性管纜結(jié)構(gòu)拉扭耦合性能測試的裝置，其特征在于，包括：扭力限制器，其一端固定，另一端設(shè)有用于連接柔性管纜樣纜一端的第一管纜接頭；扭轉(zhuǎn)螺旋桿，其外壁具有螺旋凸起，其一端設(shè)有用于連接柔性管纜樣纜另一端的第二管纜接頭；螺旋擋板，具有所述扭轉(zhuǎn)螺旋桿穿過的通孔，所述通孔設(shè)有與所述螺旋凸起咬合的螺旋槽；以及拉伸作動器，用于驅(qū)動所述扭轉(zhuǎn)螺旋桿相對所述通孔螺旋進給。本實用新型采用單個作動器完成兩種工況的施加，且兩種工況的耦合效果比采用兩個作動器施加不同工況更精確，對于進行拉扭疲勞測試(尤其疲勞加速測試)具有較高的速度和便捷性。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及實驗測試技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及海洋柔性管纜螺旋纏繞結(jié)構(gòu)的拉伸與扭轉(zhuǎn)耦合工況的試驗測試裝置，適用于海洋工程中模擬柔性管纜在位拉扭耦合工況的試驗測試。

背景技術(shù)

人類的生存和社會的發(fā)展均離不開能源基礎(chǔ)，因此能源問題備受關(guān)注。石油、天然氣資源是人們生活必不可少的能源之一，現(xiàn)如今陸地的油氣資源面臨著開采難度增大、產(chǎn)量低、資源枯竭的現(xiàn)狀。地球上71％的面積被海洋所覆蓋，海洋中同樣存在豐富的油氣資源，因此海洋油氣資源已成為世界新增油氣儲量的主要來源。由于海洋環(huán)境的特殊性，海洋油氣資源開采需要專用的海洋油氣開采裝備。具有螺旋纏繞結(jié)構(gòu)形式的柔性管纜是海洋油氣開采、運輸中必不可少的裝備之一。為保證柔性管纜其在水下使用過程中的安全性，因此對柔性管纜的整體力學性能要求非常嚴格。

在管纜結(jié)構(gòu)應(yīng)用于實際工程之前，需要對其進行系統(tǒng)的基本性能的測試工作，以保證其在水下工作時具有足夠的強度及。從目前的研究成果來看，對于螺旋纏繞柔性管纜結(jié)構(gòu)的力學性能測試包括拉伸、壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)的單一工況以及拉彎組合工況的測試。而針對其他組合加載工況的測試沒有系統(tǒng)建立。由于海洋柔性管纜在深海應(yīng)用中服役期較長的特點，因此需要對海洋螺旋纏繞柔性管纜進行系統(tǒng)性力學性能測試，以便全面掌握其受力特點，精確預(yù)測其使用壽命。而針對螺旋纏繞結(jié)構(gòu)形式的柔性管纜，其扭轉(zhuǎn)性能及包含扭轉(zhuǎn)的耦合性能的準確測試對估算其使用壽命非常重要。而現(xiàn)有的設(shè)備中，針對拉伸-扭轉(zhuǎn)耦合工況作用下的測試沒有理想的試驗方案和試驗設(shè)備。現(xiàn)有設(shè)備大多基于單一工況的疊加實現(xiàn)組合工況的耦合，這種疊加試驗具有試驗操作復(fù)雜、測試容易產(chǎn)生誤差、測試精度低等缺點。

實用新型內(nèi)容

根據(jù)上述提出的技術(shù)問題，而提供一種柔性管纜結(jié)構(gòu)拉扭耦合性能測試的裝置。本實用新型采用的技術(shù)手段如下：

一種柔性管纜結(jié)構(gòu)拉扭耦合性能測試的裝置，包括：

扭力限制器，其一端固定，另一端設(shè)有用于連接柔性管纜樣纜一端的第一管纜接頭；

扭轉(zhuǎn)螺旋桿，其外壁具有螺旋凸起，其一端設(shè)有用于連接柔性管纜樣纜另一端的第二管纜接頭；

螺旋擋板，具有所述扭轉(zhuǎn)螺旋桿穿過的通孔，所述通孔設(shè)有與所述螺旋凸起咬合的螺旋槽；

以及拉伸作動器，用于驅(qū)動所述扭轉(zhuǎn)螺旋桿相對所述通孔螺旋進給。

還包括基座，所述基座的兩端分別設(shè)有第一三角反力架和第二三角反力架，所述扭力限制器的固定端與所述第一三角反力架固定，所述拉伸作動器與所述第二三角反力架固定連接，所述螺旋擋板的下端具有與位于所述基座上表面上的凸條相匹配的開槽。

當所述扭力限制器的扭力限值設(shè)置為柔性管纜設(shè)計的最大扭轉(zhuǎn)抗力時，可將與所述第一管纜接頭連接的柔性管纜樣纜的一端固定且無法隨所述扭轉(zhuǎn)螺旋桿旋轉(zhuǎn)，由于所述拉扭螺旋桿與所述螺旋擋板中存在咬合的所述螺旋凸起和所述螺旋槽，所述拉伸作動器拉動所述扭轉(zhuǎn)螺旋桿，進而驅(qū)動所述扭轉(zhuǎn)螺旋桿相對所述通孔螺旋進給，使得柔性管纜樣纜拉伸的同時發(fā)生旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)拉扭耦合工況的施加，同時通過所述扭力限制器保證了扭轉(zhuǎn)不會超過柔性管纜設(shè)計的最大扭轉(zhuǎn)抗力，一旦超過，所述扭力限制器發(fā)生旋轉(zhuǎn)，保證了柔性管纜樣纜的安全；當所述扭力限制器的扭力限值設(shè)置為零時，與所述第一管纜接頭連接的柔性管纜樣纜的一端，可隨所述扭轉(zhuǎn)螺旋桿旋轉(zhuǎn)，從而可以獲得單向拉伸的工況施加。