[发明专利]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、底部立管固定模块和底部支撑模块，其中：立管模型机构固定设置于顶部悬臂模块和底部立管固定模块之间，圆筒轴分段模块垂直置于海洋工程深水池中并分别与底部支撑模块、驱动模块和顶部悬臂模块和底部立管固定模块垂直连接，底部支撑模块固定设置于海洋工程深水池的升降底上，驱动模块与圆筒轴分段模块相连接并输出动力，顶部悬臂模块上部与驱动模块或者圆筒轴分段模块相连，下部与圆筒轴分段模块相连，测量分析系统平台模块分别与立管模型、顶部悬臂模块以及底部立管固定模块相连并接收检测数据；

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、立管固定接头、直线轴承、缓冲弹簧和立管固定座，其中：三分力传感器设置于立管模型的顶端，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，直线轴承与滑动轴相连，直线轴承和缓冲弹簧相连。

2.根据权利要求1所述的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：伺服驱动电机、齿轮传动机构、变速齿轮箱、驱动齿轮、驱动轴和可调节支撑底座，其中：伺服驱动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，伺服驱动电机、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，实现封装。

5.根据权利要求1所述的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、悬臂、桁架、顶部悬臂圆筒轴，其中：悬臂上部使用斜拉锁和顶部悬臂圆筒轴相连接，为悬臂提供预应力，悬臂下部使用桁架和顶部悬臂圆筒轴相连接，悬臂的末端将与立管模型机构中的顶端固定装置连接，数据线通过试件的末端和悬臂进入圆筒轴，然后通过顶部悬臂圆筒轴向上连接到测量分析系统平台模块，顶部悬臂模块上部通过连接法兰与驱动模块或者圆筒轴分段模块相连，下部通过连接法兰与圆筒轴分段模块相连。

6.根据权利要求1所述的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：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：底部固定轴与底部固定圆筒轴的下部连接，底部固定轴承位于底部固定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。

7.根据权利要求1所述的剪切流下斜置立管的涡激振动旋转测试装置，其特征是，所述的底部立管固定模块包括：连接法兰盘、底部固定圆筒轴、圆板桁架和支撑圆板，其中：支撑圆板的一端与底部固定圆筒轴相连接，另一端与立管模型的下端相连接；底部固定圆筒轴上部通过连接法兰盘与圆筒轴分段模块连接，下部通过底部支撑法兰盘与底部支撑模块连接；连接法兰盘安装于底部固定圆筒轴上端的位置并与圆筒轴分段模块相连接，圆板桁架安装于支撑圆板的下方位置并与底部固定圆筒轴相连接。

8.根据权利要求1所述的剪切流下斜置立管的涡激振动旋转测试装置，其特征是，所述的底部立管固定模块包括：连接法兰盘、底部固定圆筒轴、矩形钢桁架和矩形支撑板，其中：矩形支撑板的一端与底部固定圆筒轴相连接，另一端与所述立管模型的下端相连接，底部固定圆筒轴上部通过连接法兰盘与圆筒轴分段模块连接，下部通过底部支撑法兰盘与底部支撑模块连接，连接法兰盘安装于底部固定圆柱筒上端的位置并与圆筒轴分段模块相连接，矩形钢桁架安装于矩形支撑板的下方位置并与底部固定圆筒轴相连接。

9.根据权利要求1所述的剪切流下斜置立管的涡激振动旋转测试装置，其特征是，所述的底部立管固定模块包括：连接法兰盘、底部固定圆筒轴、立管底部固定端、底部固定圆筒轴上开口、底部固定圆筒轴下开口，其中：底部固定圆筒轴上部通过连接法兰盘与圆筒轴分段模块连接，下部通过底部支撑法兰盘与底部支撑模块连接，所述立管模型通过立管底部固定端穿过底部固定圆筒轴上开口和底部固定圆筒轴下开口固定在底部固定圆筒轴内部。