[发明专利]阶梯流下顶部可运动深海立管列阵模型涡激振动试验装置

权利要求书

1.一种可考虑顶部运动影响的阶梯流下深海立管列阵模型涡激振动模拟试验装置，其特征在于，包括：若干个深海立管模块、顶部支撑模块、底部支撑模块、两个垂直轨道模块、水平轨道模块、四个整流罩模块、套筒模块、四个电机模块和测量分析控制模块，其中：两个垂直轨道模块分别与水平轨道模块的底部和顶部支撑模块以及底部支撑模块连接，水平轨道模块分别与拖车另一侧的底部和两个垂直轨道模块的顶部连接，若干个深海立管模块两端分别与顶部支撑模块和底部支撑模块连接，四个整流罩模块的整流罩边板分别穿过且固定于两个垂直轨道模块的外部，每个垂直轨道模块上有两个整流罩模块，测量分析控制模块设置于拖车上，测量分析控制模块通过导线分别与深海立管模块、顶部支撑模块、底部支撑模块以及四个电机模块连接，四个电机模块分为两组，其中的两个电机模块安装在水平轨道模块上来控制两个垂直轨道模块的运动，剩余的两个电机模块分别安装在两个垂直轨道模块的顶部上来控制两个垂直轨道模块上的滑块的运动，控制顶部支撑模块和底部支撑模块的运动，套筒模块套在若干个深海立管模块外部且与底部支撑模块连接。

2.根据权利要求1所述的可考虑顶部运动影响的阶梯流下深海立管列阵模型涡激振动模拟试验装置，其特征是，所述的深海立管模块包括：光纤光栅传感器、两个立管固定接头和深海立管模型，其中：光纤光栅传感器沿立管模型表面轴向均匀布置，深海立管模型两端分别与两个立管固定接头连接，两个立管固定接头分别与顶部支撑模块和底部支撑模块连接，光纤光栅传感器与测量分析控制模块连接，深海立管模块用来模拟实际海洋中的立管；

所述的顶部支撑模块包括：顶部连接架、水平支座、支撑板和若干个顶部转动传感结构，其中：顶部连接架的一端和一个垂直轨道模块上的滑块连接，另一端和水平支座连接，支撑板分别和水平支座以及若干个顶部转动传感结构相连，若干个顶部转动传感结构分别与若干个深海立管模块一一对应连接，若干个顶部转动传感结构和测量分析控制模块连接，顶部支撑模块用来固定深海立管模块的一端；

所述的顶部转动传感结构包括：传感器和万向节，其中：传感器分别与支撑板、万向节和测量分析控制模块连接，万向节与深海立管模块连接。

3.根据权利要求2所述的可考虑顶部运动影响的阶梯流下深海立管列阵模型涡激振动模拟试验装置，其特征是，所述的底部支撑模块包括：底部连接架、支架安装座、弹性滑动组件、直线轴承和若干个底部转动传感结构，其中：底部连接架的一端和另一个垂直轨道模块上的滑块连接，另一端和支架安装座连接，支架安装座与直线轴承连接，弹性滑动组件穿过支架安装座且与若干个底部转动传感结构连接，若干个底部转动传感结构分别与若干个深海立管模块一一对应连接，若干个底部转动传感结构和测量分析控制模块连接；

所述的弹性滑动组件包括：前支撑板、滑动轴、缓冲弹簧和后支撑板，其中：缓冲弹簧套在滑动轴外部且分别与后支撑板和直线轴承连接，前支撑板、滑动轴、后支撑板依次串联连接，前支撑板分别与若干个底部转动传感结构连接；

所述的底部转动传感结构包括：传感器和万向节，其中：传感器分别与弹性滑动组件、万向节和测量分析控制模块连接，万向节与对应的深海立管模块连接。

4.根据权利要求1所述的可考虑顶部运动影响的阶梯流下深海立管列阵模型涡激振动模拟试验装置，其特征是，所述的垂直轨道模块由垂直轨道，滑块和顶部连接块组成，该垂直轨道垂直于水平轨道和拖曳水池池底且分别与水平轨道、整流罩模块连接，每个垂直轨道模块的顶部安装有一个电机模块，若干个深海立管模块可以在垂直轨道模块的作用下做垂直方向上的往复运动。

5.根据权利要求1所述的可考虑顶部运动影响的阶梯流下深海立管列阵模型涡激振动模拟试验装置，其特征是，所述的水平轨道模块由水平轨道和支撑梁组成，该水平轨道垂直于垂直轨道，平行于拖曳水池池底，且分别与拖车和垂直轨道相连，水平轨道模块的两端安装有两个电机模块，若干个深海立管模块可以在水平轨道模块的作用下做水平方向的往复运动。

6.根据权利要求1所述的可考虑顶部运动影响的阶梯流下深海立管列阵模型涡激振动模拟试验装置，其特征是，所述的整流罩模块由固定连接的整流罩外壳和整流罩边板组成，整流罩外壳与整流罩边板连接，四个整流罩边板分别与两个垂直轨道的外表面连接，每个垂直轨道上安装两个整流罩模块，二者呈对称布置，整流罩外壳呈机翼型剖面，该结构能够大大减小整个试验装置运动过程中的阻力和兴波。