[發(fā)明專利]基于拉彎疲勞試驗(yàn)機(jī)的線纜拉扭特性測(cè)試方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110482200.5
• 申請(qǐng)日: 2021-04-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113176145A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 俞國(guó)軍;陳凱;陳凱浪;楊婉秋;王孟義;施路豪;胡振迪;倪凌霄
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧波東方電纜股份有限公司
• 主分類號(hào): G01N3/08
• 分類號(hào): G01N3/08;G01N3/22
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理有限公司 33226
• 代理人: 胡珣燕

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于拉彎疲勞試驗(yàn)機(jī)的線纜拉扭特性測(cè)試方法，特點(diǎn)是包括試驗(yàn)纜在拉彎疲勞試驗(yàn)機(jī)上的具體安裝、在單位間隔時(shí)間以單位拉力載荷對(duì)試驗(yàn)纜的鉸接端加載或卸載拉力、讀取每一步操作下的引伸計(jì)和傾角傳感器上的讀數(shù)、對(duì)讀取的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理等步驟。優(yōu)點(diǎn)是可得出實(shí)際工況下纜線的拉扭特性參數(shù)，便于給線纜安裝方提供指導(dǎo)安裝操作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種線纜拉扭特性測(cè)試方法，尤其是涉及一種基于拉彎疲勞試驗(yàn)機(jī)的線纜拉扭特性測(cè)試方法。

背景技術(shù)

根據(jù)API SPEC 17E規(guī)范的要求，海洋生產(chǎn)系統(tǒng)所用纜線需經(jīng)過(guò)原型認(rèn)證測(cè)試，其中一項(xiàng)測(cè)試為拉扭平衡試驗(yàn)，目的為驗(yàn)證所設(shè)計(jì)生產(chǎn)的纜線的扭轉(zhuǎn)平衡特性、拉伸特性等。專利號(hào)為201420517416.6的中國(guó)實(shí)用新型專利公開(kāi)了一種拉扭耦合剛度測(cè)試裝置，用于對(duì)纜線的拉扭特性進(jìn)行測(cè)試，但是該裝置試驗(yàn)臺(tái)長(zhǎng)度有限，端部效應(yīng)明顯，測(cè)得的結(jié)果偏于理論化，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)還需要進(jìn)行另外的換算，對(duì)使用這些參數(shù)的施工方來(lái)說(shuō)較為麻煩。參考文獻(xiàn)[1]肖晨光.水下生產(chǎn)系統(tǒng)臍帶纜疲勞試驗(yàn)機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究[D].哈爾濱工程大學(xué)，2019公開(kāi)了一種拉彎疲勞試驗(yàn)機(jī)，這種試驗(yàn)機(jī)克服了上述公開(kāi)的一種拉扭耦合剛度測(cè)試裝置所存在的缺陷，但是目前這種拉彎疲勞試驗(yàn)機(jī)主要用來(lái)測(cè)試疲勞，沒(méi)有在針對(duì)線纜拉扭特性測(cè)試上的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于拉彎疲勞試驗(yàn)機(jī)的線纜拉扭特性測(cè)試方法。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：

基于拉彎疲勞試驗(yàn)機(jī)的線纜拉扭特性測(cè)試方法，包括如下步驟：

(1)截取一段長(zhǎng)為l、設(shè)計(jì)拉力為T_design的試驗(yàn)纜，試驗(yàn)纜的兩端分別為第一安裝端和第二安裝端，第一安裝端固定安裝在拉彎疲勞試驗(yàn)機(jī)的擺頭上，第二端安裝端穿過(guò)擺頭中間設(shè)置的孔，牽引至位于擺頭后方的拉力小車的前方，并與拉力小車鉸接；

(2)給拉力小車施加一個(gè)水平向后的預(yù)拉力T₀，以確保試驗(yàn)纜處于水平拉直狀態(tài)；

(3)在試驗(yàn)纜上安裝用于監(jiān)測(cè)試驗(yàn)纜受拉時(shí)的軸向應(yīng)變變化的引伸計(jì)，引伸計(jì)安裝在試驗(yàn)纜的中間位置上，引伸計(jì)在沿試驗(yàn)纜中心軸線方向上的長(zhǎng)度記為L(zhǎng)；

(4)在試驗(yàn)纜上安裝用于監(jiān)測(cè)試驗(yàn)纜受拉時(shí)的扭轉(zhuǎn)特性的傾角傳感器，傾角傳感器安裝在引伸計(jì)的后方；

(5)在拉力值為T₀時(shí)，將引伸計(jì)和傾角傳感器的讀數(shù)歸零，以dt為單元時(shí)間，dN為單元拉力載荷，在預(yù)拉力T₀的基礎(chǔ)上，每間隔一個(gè)單元時(shí)間dt，在前一個(gè)拉力值的基礎(chǔ)上加載一個(gè)單元拉力載荷dN，階梯式地加大施加在拉力小車上的拉力，直到拉力加大至以上述相同的方式，在拉力為的基礎(chǔ)上，每間隔一個(gè)單元時(shí)間dt，在前一個(gè)拉力值的基礎(chǔ)上卸載一個(gè)單元拉力載荷dN，階梯式地減小施加在拉力小車上的拉力，直至拉力卸回至預(yù)拉力T₀；

每加載/卸載一次記為一個(gè)操作步i，i為大于等于1的自然整數(shù)，讀取在每個(gè)操作步i下的引伸計(jì)的伸長(zhǎng)量讀數(shù)Δ與傾角傳感器的扭轉(zhuǎn)角讀數(shù)θ，并記錄下來(lái)，得到拉扭試驗(yàn)的測(cè)試數(shù)據(jù)，對(duì)這些測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，即可得知所測(cè)試驗(yàn)纜的拉扭特性。

傾角傳感器的前端到第一安裝端的端頭的直線距離記為L(zhǎng)'，其中，0.2l≤L'≤0.8l。

引伸計(jì)的前端到第一安裝端的端頭直線距離為到

針對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的具體方法為：

①根據(jù)上述記錄的測(cè)試數(shù)據(jù)分別繪制拉力—伸長(zhǎng)量曲線和拉力—扭轉(zhuǎn)角度曲線；

②針對(duì)拉力—伸長(zhǎng)量曲線中每一條加載曲線與卸載曲線，分別用最小二乘法擬合為一次函數(shù)，擬合得到的一次函數(shù)的斜率乘以引伸計(jì)的長(zhǎng)度L即得到等效拉伸剛度；