[发明专利]剪切流下顶部可运动的斜置立管涡激振动旋转测试装置

权利要求书

1.一种剪切流下顶部可运动的斜置立管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、底部支撑模块以及振荡模块，其中，所述立管模型机构固定设置于所述振荡模块和所述底部立管固定模块之间，所述振荡模块固定于所述顶部悬臂模块上，所述圆筒轴分段模块垂直置于海洋工程深水池中并分别与所述底部支撑模块、驱动模块和顶部悬臂模块垂直连接，所述底部支撑模块用于固定设置于海洋工程深水池的升降底上，所述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，所述顶部悬臂模块的左右两端分别与圆筒轴分段模块相连，所述立管模型机构包括立管模型，所述测量分析系统平台模块分别与所述立管模型机构的立管模型、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，

所述底部立管固定模块包括连接法兰盘、底部固定圆筒轴、以及第一支架部件，其中，所述第一支架部件与所述底部固定圆筒轴以及立管模型相连接，所述底部固定圆筒轴上部通过所述连接法兰盘与所述圆筒轴分段模块连接，下部通过所述底部支撑法兰盘与所述底部支撑模块连接，所述连接法兰盘安装于所述底部固定圆筒轴的上端位置并与所述圆筒轴分段模块相连接。

2.根据权利要求1所述的剪切流下顶部可运动的斜置立管涡激振动旋转测试装置，其特征在于，所述第一支架部件包括圆板桁架、以及支撑圆板，其中，所述支撑圆板的一端与所述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所述圆板桁架安装于所述支撑圆板的下方位置并与所述底部固定圆筒轴相连接。

3.根据权利要求1所述的剪切流下顶部可运动的斜置立管涡激振动旋转测试装置，其特征在于，所述第一支架部件包括矩形钢桁架、以及矩形支撑板，其中，所述矩形支撑板的一端与所述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，所述矩形钢桁架安装于所述矩形支撑板的下方位置并与所述底部固定圆筒轴相连接。

4.根据权利要求1所述的剪切流下顶部可运动的斜置立管涡激振动旋转测试装置，其特征在于，所述第一支架部件包括立管底部固定端，所述底部固定圆筒轴包括底部固定圆筒轴上开口、以及底部固定圆筒轴下开口，所述立管模型通过所述立管底部固定端穿过所述底部固定圆筒轴上开口和所述底部固定圆筒轴下开口固定在所述底部固定圆筒轴内部。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的剪切流下顶部可运动的斜置立管涡激振动旋转测试装置，其特征在于，所述立管模型机构包括连接板、缓冲弹簧、直线轴承、滑动轴、三分力传感器、万向节、立管固定接头、驱动伺服电机、轨道、滑块、立管固定座，其中，在所述立管模型底端和顶端各设一个所述万向节和立管固定接头，所述三分力传感器只在所述立管模型的顶端设置，所述立管模型顶端通过两个销子与所述立管固定接头连接，所述立管固定接头另一端连接在所述万向节上，所述万向节另一端固定在所述三分力传感器上，所述三分力传感器使用高强度螺丝固定在所述立管固定座上，所述立管固定座与所述滑块固定连接，通过控制所述驱动伺服电机使所述滑块沿着所述轨道滑动，所述立管模型底端依次连接所述立管固定接头、万向节和三分力传感器，然后与所述滑动轴连接，所述滑动轴插入到所述直线轴承内，所述直线轴承固定在连接板上，所述连接板连接直线轴承和底部立管固定模块，所述连接板在所述底部立管固定模块上的位置能够调节，所述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。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的剪切流下顶部可运动的斜置立管涡激振动旋转测试装置，其特征在于，所述驱动模块包括变速齿轮箱、伺服驱动电机、传递齿轮、驱动轴、可调节支撑底座、驱动齿轮以及齿轮传动机构，其中，所述伺服驱动电机与所述变速齿轮箱相连接，所述变速齿轮箱与所述驱动轴相连接，所述驱动轴与所述驱动齿轮相连接，所述伺服驱动电机、变速齿轮箱、驱动齿轮、驱动轴分别固定设置于所述可调节支撑底座，实现封装，所述齿轮传动机构连接所述变速齿轮箱，所述可调节支撑底座用于安装于海洋工程深水池拖车的钢架上，所述变速齿轮箱的减速比为40：1，所述齿轮传动机构的减速比为7。