[发明专利]均匀流和阶梯均匀流下竖置立管的涡激振动旋转测试装置

权利要求书

1.一种均匀流和阶梯均匀流下竖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、底部悬臂模块和顶部悬臂模块、圆筒轴分段模块和底部支撑模块，其中：立管模型机构固定设置于底部悬臂模块和顶部悬臂模块之间，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，驱动模块分别与圆筒轴分段模块和顶部悬臂模块相连接并输出动力，顶部悬臂模块的左右两端分别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悬臂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、连接板、立管固定接头、直线轴承、缓冲弹簧和伺服驱动电机，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所述的均匀流和阶梯均匀流下竖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所述的均匀流和阶梯均匀流下竖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所述的均匀流和阶梯均匀流下竖置立管的涡激振动旋转测试装置，其特征是，所述的驱动模块为整个系统提供动力并对装置的转动速度进行精确控制，该驱动模块包括：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：电机安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，都将固定于可调节支撑底座实现封装，可调节支撑底座安装于海洋工程深水池拖车的钢架上。

5.根据权利要求4所述的均匀流和阶梯均匀流下竖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所述的均匀流和阶梯均匀流下竖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：悬臂、斜拉锁、桁架和套筒，其中：六根斜拉锁一端与圆筒轴分段模块相连，另一端与悬臂相连以提供预应力，套接于立管模型的上端点及整个上部的外侧。

7.根据权利要求6所述的均匀流和阶梯均匀流下竖置立管的涡激振动旋转测试装置，其特征是，所述的悬臂采用预应力矩形钢桁架结构，其长度为18m。

8.根据权利要求1所述的均匀流和阶梯均匀流下竖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由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。

9.根据权利要求1所述的均匀流和阶梯均匀流下竖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。