[发明专利]一种用于测量水下管汇受力的实验装置和实现方法

说明书

本发明提供了一种用于测量水下管汇受力的实验装置和实现方法，其中，所述用于测量水下管汇受力的实验装置包括拖车系统和至少四个测力装置，所述拖车系统用于拖动水下管汇运动，每个所述测力装置的其中一端分别与所述拖车系统连接，另一端分别能够与水下管汇连接，所述测力装置用于测量所述拖车系统拖动所述水下管汇运动时的拉力，所述测力装置和所述拖车系统的连接位置与所述测力装置和所述水下管汇的连接位置相对应。本发明结构简单、操作方便，能够精确测量水下管汇受力。

技术领域

本发明涉及水动力系数技术领域，具体的，涉及一种用于测量水下管汇受力的实验装置和实现方法。

背景技术

水下管汇水动力性能测试是指利用物理模型方法，确定管汇模型性能研究和实际管汇设计中所要求的有关数据及资料的一种手段，它可以对管汇的综合性能进行系统的估算和评估。管汇模型试验不仅可以通过管汇模型在水中不同速度域的受力来估算出实际管汇受力，还可以对管汇在水中所发生的物理现象进行更深刻的理解。它可以促进理论工程进一步发展，使工程计算中所应用的计算方法不断的完善，提高理论研究和工程设计能力，优化管汇性能，提高深水油气开发设备国产化。

现有技术中，通过应变片进行船舶或其他水下设备(如水下管汇)的阻力测量，但应变片测力对于大应变有较大的非线性，且输出信号较弱，容易造成实验结果偏差较大。

为了提高海洋平台操作人员工作的效率和安全性，研发一种结构简单、操作方便，能够精确测量水下管汇受力的用于测量水下管汇受力的实验装置和实现方法，进行水下管汇水动力相关的实验研究是十分有必要的。

发明内容

针对上述现有技术中的问题，本发明提出了一种用于测量水下管汇受力的实验装置和实现方法，结构简单、操作方便，能够精确测量水下管汇受力。

第一方面，本发明提供了一种用于测量水下管汇受力的实验装置，包括拖车系统和至少四个测力装置，所述拖车系统用于拖动水下管汇运动，每个所述测力装置的其中一端分别与所述拖车系统连接，另一端分别能够与水下管汇连接，所述测力装置用于测量所述拖车系统拖动所述水下管汇运动时的拉力，所述测力装置和所述拖车系统的连接位置与所述测力装置和所述水下管汇的连接位置相对应。

在一个实施方式中，所述拖车系统包括导轨、拖车和控制系统，所述拖车设置在所述导轨上，并能够沿所述导轨移动，所述控制系统与所述拖车电性连接，所述控制系统用于控制所述拖车运动。

采用上述实施方式的有益效果是：拖车沿导轨运动，运动平稳，精度高。

在一个实施方式中，所述测力装置包括拉力传感器，所述拉力传感器的一端与所述拖车系统连接，另一端通过钢绞绳与所述水下管汇连接，所述拉力传感器用于感测所述钢绞绳受到的拉力参数，以测量所述水下管汇运动时所述测力装置承受的拉力。

采用上述实施方式的有益效果是：拉力传感器精度高，测量范围广，寿命长，结构简单，频响特性好，能在恶劣条件下工作。

在一个实施方式中，所述测力装置还包括花篮螺丝，所述花篮螺丝设置在所述拉力传感器和所述钢绞绳之间，所述花篮螺丝用于拉紧所述钢绞绳，并调节所述钢绞绳的松紧。

采用上述实施方式的有益效果是：花篮螺丝的设置能够调节钢绞绳的松紧。

在一个实施方式中，所述测力装置还包括拉簧，所述拉簧设置在所述花篮螺丝与所述钢绞绳之间，所述拉簧用于起到缓冲的作用，避免对所述拉力传感器造成损伤。

采用上述实施方式的有益效果是：拉簧起到缓冲的作用，避免拉力过大对拉力传感器造成损伤。

第二方面，本发明还提供了一种用于测量水下管汇受力的实验方法，包括以下步骤：

在水下管汇处于静水平衡状态时，对所述水下管汇垂荡和横荡两个自由度进行约束，并控制所述拖车系统进行第一次运动，测量第一次运动时所述水下管汇的第一阻力；