[發明專利]海洋立管束渦激振動碰撞測試系統

有效

• 申請號: 202110649481.9
• 申請日: 2021-06-10
• 公開（公告）號: CN113390596B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 徐萬海;李宇寒;艾化楠;李明鎏
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01M7/08
• 分類號: G01M7/08
• 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

1.一種海洋立管渦激振動碰撞測試系統，包括雙層支持裝置、循環波流水槽、兩個結構相同的海洋立管模型(1)和數據測量采集系統；并設測試中的水流方向為X方向，垂直于水流方向的橫向為Y方向；其特征在于：

所述雙層支持裝置包括支持框架(2)，所述支持框架(2)上設有兩層雙自由度氣浮滑軌系統，兩層雙自由度氣浮滑軌系統包括上層雙自由度氣浮滑軌系統和下層雙自由度氣浮滑軌系統，所述上層雙自由度氣浮滑軌系統包括第一組直線導軌(31)和第二組直線導軌(32)，每組直線導軌包括兩個相互平行的直線導軌；

第一組直線導軌(31)通過導軌支撐座(5)固定在支持框架(2)上，第一組直線導軌(31)的兩個直線導軌上均分別設有一個第一空氣軸承(41)，所述第一空氣軸承(41)與兩側的導軌支撐座(5)之間分別連接有為X方向振動提供恢復剛度的X方向拉簧(171)；

第二組直線導軌(32)的兩個直線導軌固定在第一組直線導軌中的兩個第一空氣軸承(41)之間，第一組直線導軌(31)與第二組直線導軌(32)正交且處于水平面內，第二組直線導軌的兩個直線導軌(32)上均分別設有一個第二空氣軸承(42)，兩個第二空氣軸承(42)之間設有立管模型夾持裝置(7)，所述立管模型夾持裝置(7)與兩個第一空氣軸承(41)之間分別連接有為Y方向振動提供恢復剛度的Y方向拉簧(172)；所述立管模型夾持裝置(7)的一端設有用于夾持其中一個海洋立管模型(1)的通孔，所述通孔的軸向與水平面垂直；

所述下層雙自由度氣浮滑軌系統與所述上層雙自由度氣浮滑軌系統的結構相同、且在X方向上對稱布置，所述下層雙自由度氣浮滑軌系統中的立管模型夾持裝置用于夾持另外一個海洋立管模型(1)；兩層雙自由度氣浮滑軌系統中的兩個海洋立管模型(1)在X方向上分別位于兩個立管模型夾持裝置(7)的相鄰端；

所述海洋立管模型(1)包括同軸設置的有機玻璃薄壁管(12)、接頭(11)、法蘭盤(9)和螺桿(8)，所述有機玻璃薄壁管(12)的下端密封，所述有機玻璃薄壁管(12)的上端為開口端，所述接頭(11)的下端與所述開口端的內壁粘接，所述螺桿(8)的上端穿過所在的立管模型夾持裝置(7)上的通孔后用螺母固定，所述螺桿(8)的下端緊密旋入法蘭盤(9)上端的螺紋開孔；

所述數據測量采集系統包括激光位移傳感裝置、兩個三向加速度傳感器(15)、兩個三軸力傳感器(10)、多通道數據采集儀和計算機；所述激光位移傳感裝置用于采集兩個海洋立管模型(1)在X方向和Y方向上的位移量；所述三向加速度傳感器用于采集兩個海洋立管模型(1)的運動加速度；所述三軸力傳感器用于采集兩個海洋立管模型(1)的受力情況。

2.根據權利要求1所述的海洋立管渦激振動碰撞測試系統，其特征在于，所述的循環波流水槽包括造波/流泵、導流板和消波器，用于提供試驗所需的來流條件。

3.根據權利要求1所述的海洋立管渦激振動碰撞測試系統，其特征在于，所述激光位移傳感裝置、三向加速度傳感器和三軸力傳感器均連接至所述的多通道數據采集儀，所述多通道數據采集儀與所述計算機相連，所述計算機安裝有數據采集分析軟件。

4.根據權利要求3所述的海洋立管渦激振動碰撞測試系統，其特征在于，所述數據采集分析軟件采用東華測試-DHDAS動態信號采集分析系統。

5.根據權利要求1或3所述的海洋立管渦激振動碰撞測試系統，其特征在于，所述激光位移傳感裝置包括安裝在兩層雙自由度氣浮滑軌系統中的兩個第一激光位移傳感器(131)和兩個第二激光位移傳感器(132)，與上述每個激光位移傳感器對應的位置設有一個激光反射板，所述的第一激光位移傳感器(131)和兩個對應位置的第一激光反射板(61)用于監測兩個海洋立管模型(1)在X方向上的運動位移，兩個第二激光位移傳感器(132)和兩個對應位置的第二激光反射板(62)用于監測兩個海洋立管模型(1)在Y方向上的運動位移。