[发明专利]一种拉力缓冲油缸模型试验模拟装置

说明书

本发明涉及一种拉力缓冲油缸模型试验模拟装置，包括：支撑框架，顶部设有绳索通过的开孔；阈值重块，设于支撑框架中并可在支撑框架内沿竖直方向升降，用于模拟拉力缓冲油缸开始产生缓冲作用的初始拉力；限位器，设于支撑框架内，用于限制阈值重块在限位器和支撑框架顶部之间的范围内升降，模拟拉力缓冲油缸的行程；上弹簧和下弹簧，上弹簧通过绳索与阈值重块顶部连接，下弹簧的两端分别与阈值重块的底部和支撑框架连接。与现有技术相比，本发明模拟精度高，能准确模拟缓冲油缸的启动拉力阈值、拉伸刚度以及有效行程等关键参数，准确模拟“缓冲油缸+缆绳”系统在拉力作用下的交变拉伸刚度特性。

技术领域

本发明涉及一种试验模拟装置，尤其是涉及一种拉力缓冲油缸模型试验模拟装置。

背景技术

拉力缓冲油缸在船舶与海洋工程的吊装、打捞等系统中广泛采用，具有减少能量冲击、平衡缆绳受力以及提供运动补偿等功能。缓冲油缸的前端连接缆绳，当缆绳上拉力达到阈值时(阈值与油缸油压有关)缓冲油缸的拉杆被拉开起到缓冲拉力作用，当缓冲油缸的拉杆达到最大行程后缓冲作用消失。由于缆绳的拉伸刚度较大，缓冲油缸被拉开后拉伸刚度较小，“缓冲油缸+缆绳”系统在承受拉力过程中具有“强-弱-强”的交变刚度特性。

在模型试验中，需要准确模拟缓冲油缸的启动拉力阈值、拉伸刚度以及有效行程等关键参数，目前定制小型油(气)缸不仅价格高昂、而且无法达到模型试验的精度要求。用弹簧来模拟缓冲拉伸刚度是一种通常的做法，在很多试验机构中均有运用，例如，公开号为CN107101821A的发明“吊弦疲劳试验机”采用弹簧来缓冲作用于吊弦试样上的惯性力。尽管如此，目前尚没有一种能够同时有效模拟缓冲油缸上述各项关键参数的试验机构。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种拉力缓冲油缸模型试验模拟装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种拉力缓冲油缸模型试验模拟装置，包括：

支撑框架，顶部设有绳索通过的开孔；

阈值重块，设于支撑框架中并可在支撑框架内沿竖直方向升降，上弹簧用于模拟拉力缓冲油缸缆绳的拉伸刚度，下弹簧用于模拟拉力缓冲油缸的拉伸刚度；

限位器，设于支撑框架内，用于限制阈值重块在限位器和支撑框架顶部之间的范围内升降，模拟拉力缓冲油缸的行程；

上弹簧和下弹簧，上弹簧通过绳索与阈值重块顶部连接，下弹簧的两端分别与阈值重块的底部和支撑框架连接，分别用于模拟缆绳、拉力缓冲油缸的拉伸刚度。

所述限位器包括两块限位板，两块限位板分别固定于支撑框架两侧。

所述限位板由用于支撑阈值重块的支撑部和用于连接支撑框架的固定部组成，所述固定部通过螺钉固定于支撑框架上，所述支撑框架的两个侧面上均设有一个或多个用于螺钉穿过的高度调节孔，每个高度调节孔竖直排布。

所述高度调节孔为腰形孔，通过调节螺钉在腰形孔中的高度调节限位板的高度。

所述支撑框架两侧还设有竖直设置的凹槽导轨，所述阈值重块两侧设有与该凹槽导轨配合的滚轮，所述阈值重块通过滚轮沿该凹槽导轨竖直升降。

所述支撑框架由底板、顶板和两块侧板组成，所述底板和顶板水平设置，两块侧板竖直设置于底板和顶板之间，用于绳索通过的所述开孔设于顶板上。

所述装置还包括用于改变上弹簧通过绳索对阈值重块施加拉力的方向的导向滑轮，所述绳索自阈值重块顶部穿过所述开孔并绕过导向滑轮后与上弹簧连接。

所述下弹簧的自然长度与限位器和支撑框架底部之间的高度配合，所述阈值重块位于限位器上时，所述下弹簧处于自然状态。

绳索为钢丝绳。