[发明专利]双向剪切流下斜置立管的涡激振动旋转测试装置

权利要求书

1.一种双向剪切流下斜置立管的涡激振动旋转测试装置，其特征在于，包括：立管模型机构、测量分析系统平台模块、驱动模块、顶部悬臂模块、圆筒轴分段模块、底部悬臂模块和底部支撑模块，其中：立管模型通过特殊设计的固定端固定在顶部悬臂模块与底部悬臂模块之间，通过垂直置于海洋工程深水池中的圆筒轴分段模块将底部支撑模块、驱动模块、顶部悬臂模块垂直连接，底部支撑模块通过高强度螺栓固定在水池钢制升降底上，通过驱动模块带动圆筒轴和悬臂梁旋转，测量分析系统平台模块的各测量仪器分散布置于管件模型、顶部悬臂模块、底部悬臂模块之中；

所述的立管模型机构包括：立管模型、万向节、三分力传感器、滑动轴、连接板、立管固定接头、直线轴承、缓冲弹簧和立管固定座，其中：第一立管固定接头的两端分别与立管模型的顶端和第一万向节的一端相连，第一万向节的另一端固定设置于固定设置于立管固定座上，第二立管固定接头的两端分别与立管模型的底端和第二万向节的一端相连，第二万向节的另一端固定设置于三分力传感器上，直线轴承分别与滑动轴和缓冲弹簧相连。

2.根据权利要求1所述的双向剪切流下斜置立管的涡激振动旋转测试装置，其特征是，所述的立管模型的单位长度质量与其单位长度排开水的质量之比为1∶1。

3.根据权利要求1所述的双向剪切流下斜置立管的涡激振动旋转测试装置，其特征是，所述的测量分析系统平台模块包括：测量单元、水下录像单元、计算单元和无线传输单元，其中：计算单元设置于海洋工程深水池的拖车机房内并与无线传输单元相连接以传输水下录像单元和测量单元输出的无线测量信号，计算单元实时地对接收到的无线测量信号进行存储和处理。

4.根据权利要求1所述的双向剪切流下斜置立管的涡激振动旋转测试装置，其特征是，所述的驱动模块包括：变速齿轮箱、电机、传递齿轮、驱动轴、驱动齿轮，其中：电机与变速齿轮箱相连接，变速齿轮箱与驱动轴相连接，驱动轴与驱动齿轮相连接，电机、变速齿轮箱、驱动齿轮、驱动轴分别固定设置于可调节支撑底座上实现封装。

5.根据权利要求4所述的双向剪切流下斜置立管的涡激振动旋转测试装置，其特征是，所述的变速齿轮箱的减速比为40∶1。

6.根据权利要求1所述的双向剪切流下斜置立管的涡激振动旋转测试装置，其特征是，所述的顶部悬臂模块包括：斜拉锁、第一悬臂、斜撑和顶部悬臂圆筒轴，其中：第一悬臂上部使用斜拉锁和顶部悬臂圆筒轴相连接，第一悬臂下部使用斜撑和顶部悬臂圆筒轴相连接，第一悬臂的末端将与立管模型机构中的固定装置连接。

7.根据权利要求1所述的双向剪切流下斜置立管的涡激振动旋转测试装置，其特征是，所述的底部悬臂模块包括：第二悬臂及其固定桁架，其中：第二悬臂的左端和圆筒轴分段模块连接。

8.根据权利要求6或7所述的双向剪切流下斜置立管的涡激振动旋转测试装置，其特征是，所述的第一悬臂和第二悬臂采用预应力矩形钢桁架结构。

9.根据权利要求1所述的双向剪切流下斜置立管的涡激振动旋转测试装置，其特征是，所述的圆筒轴分段模块具体为若干段连接法兰固定相连的圆筒轴分段机构，每个圆筒轴分段机构的两个端部均环形布置有螺栓孔，圆筒轴分段机构与海洋工程深水池的升降底相垂直。

10.根据权利要求1所述的双向剪切流下斜置立管的涡激振动旋转测试装置，其特征是，所述的底部支撑模块包括：圆筒轴、底部支撑法兰盘、底部固定轴承、底部固定轴和底部基座，其中：圆筒轴的上部与圆筒轴分段模块或底部悬臂模块连接，圆筒轴的下部与底部固定轴连接，底部固定轴承位于圆筒轴的外部并密封连接，底部固定轴承和底部基座依次固定设置于海洋工程深水池的升降底上。