[發明專利]模擬深水平臺浮體結構的縮尺模型疲勞試樣及其制作方法

在審

• 申請號: 202210184733.X
• 申請日: 2022-02-28
• 公開（公告）號: CN114563241A
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 徐連勇;馮超;趙雷;韓永典
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N3/32;G06F30/23
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 趙麗恒

本發明公開了模擬深水平臺浮體結構的縮尺模型疲勞試樣及其制作方法，縮尺模型疲勞試樣包括下底板、上底板和上立柱，下底板和上底板均為十字形鋼板，下底板和上底板之間設置有井字形支撐板，下底板、上底板和井字形支撐板構成十字形的內部中空的底座，底座的四個側端面上均設置有法蘭，上立柱為由四個立板圍成的矩形立柱，上立柱的頂部設置有頂板；本發明中的模擬深水平臺浮體結構的縮尺模型疲勞試樣，能夠實現半潛式深水平臺的下浮體結構級疲勞試樣的單軸拉/壓、單軸彎曲、雙軸拉/壓以及單雙軸拉/壓和彎曲同步加載的試驗條件，更好地模擬浮體結構的實際情況，從而保證實際結構可靠、精確的疲勞性能數據的獲取。

技術領域

本發明涉及加載試驗技術領域，特別是涉及模擬深水平臺浮體結構的縮尺模型疲勞試樣及其制作方法。

背景技術

隨著工業技術水平的不斷發展以及“海洋強國”戰略的落實與推進，海洋資源正逐漸成為我國最重要的戰略開發地。隨著國內淺海油田相繼進入產量遞減階段，走向深海已經成為中國海洋油氣開發的重要戰略。半潛式深水平臺是深海浮式生產系統的主要型式之一，具有適用工作水深范圍廣、甲板面積大、運動性能好、可變載荷大、可遷移并且重復利用等優點。由于半潛式深水平臺尺寸大、結構復雜、承受復雜載荷并且服役環境差，因此對其關鍵焊接結構的疲勞性能的研究，有助于對關鍵疲勞浮體部位進行合理的疲勞設計，進而避免結構失效等事故的發生，保障大型半潛式深水平臺的安全服役。

半潛式深水平臺的下浮體往往服役于載荷復雜、環境惡劣的環境，因此需要搭建合理、可靠的測試系統對其復雜的受力情況進行有效分析，獲得可靠的疲勞性能數據，從而保證疲勞設計的合理性。目前在國內加載試驗技術領域，對其疲勞性能的研究基本停留在材料級試樣研究，對大試驗力結構級試樣的研究鮮有報道。為解決這一問題，需要在大型試驗系統基礎上對試樣進行合理設計，實現對深水平臺下浮體的疲勞性能進行合理、有效研究，為半潛式深水平臺的下浮體的疲勞設計提供理論指導。

發明內容

本發明的目的是提供模擬深水平臺浮體結構的縮尺模型疲勞試樣及其制作方法，以解決上述現有技術存在的問題，能夠實現半潛式深水平臺的下浮體結構級疲勞試樣的單軸拉/壓、單軸彎曲、雙軸拉/壓以及單雙軸拉/壓和彎曲同步加載的試驗條件，更好地模擬浮體結構的實際情況，從而保證實際結構可靠、精確的疲勞性能數據的獲取。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

本發明提供模擬深水平臺浮體結構的縮尺模型疲勞試樣，包括下底板、上底板和上立柱，所述下底板和所述上底板均為十字形鋼板，所述下底板和所述上底板之間設置有井字形支撐板，所述下底板、所述上底板和所述井字形支撐板構成十字形的內部中空的底座，所述底座的四個側端面上均設置有法蘭，所述上底板的頂部設置所述上立柱，所述上立柱為由四個立板圍成的矩形立柱，所述上立柱的頂部設置有頂板，所述上立柱的內部靠近所述頂板的一端設置有鋼板。

優選地，所述下底板的四端鋼板的寬度相等，所述下底板與所述上底板的結構和尺寸相同。

優選地，所述下底板和所述上底板的四個夾角處均焊接有弧形的筋板一。

優選地，所述井字形支撐板的頂部與所述上底板焊接連接，所述井字形支撐板的底部與所述下底板焊接連接。

優選地，所述井字形支撐板包括相互焊接連接并拼合成井字形的多個立板。

優選地，所述上立柱焊接在所述上底板的頂部，所述鋼板和所述頂板與所述上立柱焊接連接。

優選地，所述上立柱的四個立板的底部兩側均焊接有弧形的筋板二。

優選地，所述法蘭焊接在所述底座的四個側端面上。

本發明還提供針對上述模擬深水平臺浮體結構的縮尺模型疲勞試樣的制作方法，包括以下步驟：