[實用新型]一種海上風浪動態加載試驗裝置

有效

• 申請號: 201820457609.5
• 申請日: 2018-04-02
• 公開（公告）號: CN207976758U
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 劉俊偉;王明明;趙國曉;趙彥平
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05
• 代理公司: 青島高曉專利事務所(普通合伙) 37104
• 代理人: 黃曉敏;于正河

本實用新型屬于海洋試驗技術領域，涉及一種海上風浪動態加載試驗裝置，底座中間安裝模型箱，底座的四個角處豎向安裝四根反力柱，水平圓形軌道安裝在四根反力柱之間,滑動塊的滑輪固定在水平圓形軌道上，變頻電機的一端與伺服加載系統連接，另一端固定在滑動塊上，伺服電機固定在滑動塊上，油泵與伺服電機連接，伺服加載控制器安裝在底座的一側并與油泵連接，信息傳輸器通過數據線分別與控制系統和信息處理器連接，信息處理器通過數據線與六自由度信息收集器連接，六自由度信息收集器安裝在水平圓形軌道的正中間，其結構簡單，操作容易，不需要人工輔助，自動化程度高，安全可靠，可以快速進行試驗。

技術領域：

本實用新型屬于海洋試驗技術領域，涉及一種海上風浪動態加載試驗裝置。

背景技術：

隨著現代科學技術的飛速發展和我國環保標準日益嚴格化和能源結構的改變，海洋工程將呈現爆發式的增長，跨海大橋、海上油田開采、海上風力發電等近海工程、海岸工程發展迅速。樁基礎是近海工程和海岸工程采用的最主要的基礎形式之一，在保證樁基礎安全可靠的前提下，縮短工期、節約工程造價、延長使用年限、減少維修工作等要求不斷提高。目前，海上樁基多為大直徑開口管樁，因其承載力高、質量可靠、制樁速度快、施工方便、較為經濟等優點得到越來越廣泛的應用，迫切需要模擬海洋環境中的風浪對模型管樁影響的試驗，研究其服役階段的承載力特性，為其服役階段的安全可靠性提供理論依據。現有的實驗室試驗設備不能滿足模擬真實的海上風浪對樁施加的外力，以及試驗設備操作不易，不能根據時刻不同調整循環荷載的頻率和振幅，因此，需要設計一種海上風浪動態加載試驗裝置，以滿足模擬海上風浪下的管樁試驗需求。

發明內容：

本實用新型的發明目的在于克服現有技術存在的缺點，尋求提供一種海上風浪動態加載試驗裝置，在進行試驗前，根據海洋上風浪常年的規律選擇循環荷載的頻率、振幅、循環次數確定試驗方案，通過海上風浪動態加載試驗裝置能夠簡便、快速、安全的進行海上風浪下的管樁模擬試驗。

為了實現上述目的，本實用新型所述海上風浪動態加載試驗裝置的主體結構包括反力柱、水平圓形軌道、六自由度信息收集器、變頻電機、滑動塊、模型箱、底座、信息處理器、伺服電機、信息傳輸器、PLC操作控制器、油泵和伺服加載控制器，其中水平圓形軌道、滑動塊、變頻電機組成水平圓形位移控制系統，伺服電機、油泵和伺服加載控制器組成伺服加載系統，六自由度信息收集器、信息處理器、信息傳輸器、數據線組成位移反饋信息系統，PLC操作控制器為控制系統，底座中間安裝模型箱，底座的四個角處豎向安裝四根反力柱，水平圓形軌道水平安裝在四根反力柱之間上并與每根反力柱相切，水平圓形軌道采用不銹鋼制成的帶軌道圓盤，滑動塊由滑輪和固定塊構成，滑動塊的滑輪固定在水平圓形軌道上，變頻電機的一端與伺服加載系統連接，另一端固定在滑動塊上，變頻電機帶動滑動塊在水平圓形軌道上運動，從而實現滑動塊的圓形運動，變頻電機帶動滑動塊運動的速度通過數據線傳送到位移反饋信息系統，位移反饋信息系統將接收到的信息處理后傳送給控制系統，控制系統根據實際試驗需求對變頻電機的運動速度和運動軌跡進行調整；伺服電機固定在滑動塊上，油泵與伺服電機管道連接，伺服加載控制器安裝在底座的一側并通過數據線與油泵連接，伺服加載控制器根據試驗所需的頻率、頻率、振幅、循環次數控制油泵，油泵通過油管控制伺服電機，從而實現加載要求；信息傳輸器通過數據線分別與控制系統和信息處理器連接，信息處理器通過數據線與六自由度信息收集器連接，六自由度信息收集器安裝在水平圓形軌道的正中間，模型樁在加載過程時，六自由度信息收集器將收集到的樁體信息通過數據線傳送給信息處理器，信息處理器將得到的信息進行處理通過數據線傳給信息傳輸器，信息傳輸器將接收到的信息傳送到PLC操作控制器，PLC操作控制器根據實際試驗需求對變頻電機的運動速度和運動軌跡進行調整，并對各個系統的運動狀態進行調整以達到模型樁試驗的要求。

本實用新型采用所述海上風浪動態加載試驗裝置模擬海上風浪下管樁試驗的具體過程為：