[发明专利]一种基于耦合干涉效应的变角度及间距的立管群涡激振动试验装置

权利要求书

1.一种基于耦合干涉效应的变角度及间距的立管群涡激振动试验装置，其特征在于：该装置包括顶张力施加系统、变角度和变间距联合装置、固定装置、立管群模型四个部分。

2.根据权利要求1所述的一种基于耦合干涉效应的变角度及间距的立管群涡激振动试验装置，其特征在于：顶张力施加系统由施力装置、牵引钢丝绳、不锈钢连接环、铝合金导力板、铝合金固定板、导力杆以及外置数显张力计组成。

3.根据权利要求2所述的一种基于耦合干涉效应的变角度及间距的立管群涡激振动试验装置，其特征在于：顶张力施加系统通过施力装置由牵引钢丝绳以及不锈钢连接环对铝合金导力板施加张力，张力通过16根导力杆传导至上部铝合金固定板，使上部固定板四边处于水平位置以确保每根立管模型所受顶张力大小相同。

4.根据权利要求2、3所述，为了精确施加、测量顶张力的大小，在铝合金固定板之下连接外置数显张力计，通过显示屏的示数调节张力的大小。

5.根据权利要求1所述的一种基于耦合干涉效应的变角度及间距的立管群涡激振动试验装置，其特征在于：变角度和变间距联合装置包括刻度盘、可伸缩连接杆、磁力座、球形铰。

6.根据权利要求5所述的一种基于耦合干涉效应的变角度及间距的立管群涡激振动试验装置，其特征在于：上、下部铝合金固定板均设置刻度盘，为满足试验工况所需的角度，在刻度盘上标定0°、30°、45°、60°、90°刻度值，并在相应位置布设与可伸缩连接杆同样截面积的凹槽，可伸缩连接杆一端通过球形铰与铝合金固定板连接，另一端可以根据试验工况固定在铝合金固定板0°、30°、45°、60°、90°位置的凹槽内。

7.根据权利要求5、6所述的一种基于耦合干涉效应的变角度及间距的立管群涡激振动试验装置，其特征在于：在变换试验工况时，可伸缩连接杆处于收缩状态（末端1/2收缩在近端的套筒内），当其转到试验工况所要求的0°、30°、45°、60°、90°等位置时，拉动可伸缩连接杆末端使其卡在对应的凹槽内，保证在水环境中立管群模型能够固定在要求位置。

8.根据权利要求5、6、7所述的一种基于耦合干涉效应的变角度及间距的立管群涡激振动试验装置，其特征在于：采用磁力座和可伸缩连接杆连接立管，可伸缩连接杆的下侧放置磁力座，打开磁力座开关，立管模型及张力计依靠磁力与可伸缩连接杆固定；关闭磁力座开关，张力计及立管模型脱离可伸缩连接杆，可伸缩连接杆的一端标有刻度，保证立管之间的间距足够准确，可以达到立管之间间距为任意值的要求，方便工况更换，并将试验操作流程简易化。

9.根据权利要求5、6、7、8所述的一种基于耦合干涉效应的变角度及间距的立管群涡激振动试验装置，其特征在于：张力计及可伸缩连接杆均为钢材，既能保证磁力座工作的前提，又能实现试验在水环境下顺利开展的目标。

10.根据权利要求1所述的一种基于耦合干涉效应的变角度及间距的立管群涡激振动试验装置，其特征在于：固定装置包括支撑装置、SBR光轴直线导轨、SBR滑块、铝合金固定板、万向节、丝杆锁紧螺母、直角角件、T型高强螺栓及法兰螺母。

11.根据权利要求10所述的一种基于耦合干涉效应的变角度及间距的立管群涡激振动试验装置，其特征在于：固定装置通过直角角件、T型高强螺栓与法兰螺母将铝合金型材连接固定，并设置四个斜支撑以确保整体稳定性；将支架底座放入水槽中，下部铝合金固定板降到最底处，采用丝杆锁紧螺母锁定下部铝合金固定板，上部固定板采用相同方式进行连接并固定；调整上、下部铝合金固定板的位置之后，采用万向节将立管群的每个立管与上、下部固定板进行连接，在两个万向节之间放置立管群。

12.根据权利要求10、11所述的一种基于耦合干涉效应的变角度及间距的立管群涡激振动试验装置，其特征在于：铝合金导力板、铝合金固定板可以沿着SBR光轴直线导轨上下滑动，并在指定位置用丝杆锁紧螺母将板固定，在进行试验时可以自由变换立管模型的长度。