[发明专利]垂直均匀来流条件多跨海底管道涡激振动试验装置

摘要

本发明公开了一种垂直均匀来流条件多跨海底管道涡激振动试验装置，包括海底管道模型、横向试验支持架、拖车、应变采集仪和计算机，海底管道模型的两端设有与横向试验支持架连接的端部支撑装置，其中部设有多跨支撑装置，多跨支撑结构包括支持柱，支持柱的底部设有可拆式孔板，可拆式孔板包括第一、二半环板，位于支持柱的下方两侧与横向试验支持架之间分别设有斜拉钢丝绳，斜拉钢丝绳上连接有拉力张紧器；导线和拉力传感器与应变采集仪联接。本发明最大限度的减小了多跨支撑结构对流场的干扰。支持住两端通过钢丝绳和拉力张紧器固定，增强了多跨支撑的稳定性。同时多跨支撑的实现不会对流场产生过多扰动，更符合于工程实际。

主权项

一种垂直均匀来流条件多跨海底管道涡激振动试验装置，包括海底管道模型(1)、横向试验支持架(3)、拖车、应变采集仪和计算机，其特征在于，所述海底管道模型(1)的一端设有第一端部支撑装置，所述海底管道模型(1)的另一端设有第二端部支撑装置，所述海底管道模型(1)的中部设有多跨支撑装置，所述第一端部支撑装置和第二端部支撑装置的顶部分别与所述横向试验支持架的两端连接，所述多跨支撑装置的顶部与所述横向试验支持架(3)的中部连接；所述横向试验支持架固定于所述拖车的底部；所述海底管道模型(1)包括若干条导线和一薄壁铜管(8)，所述导线的外径为0.3mm，所述导线为7芯导线，所述薄壁铜管(8)的外径为8mm、壁厚为1mm；自所述薄壁铜管(8)的外表面依次向外设有相互紧密接触的若干层热塑管(55)和一层硅胶管(56)，所述薄壁铜管(8)与所述热塑管(55)之间设有多片用于采集应变的电阻应变片(53)，所述电阻应变片(53)通过接线端子与所述导线相连，每条导线与所述薄壁铜管(8)的一端或分别与所述薄壁铜管(8)的两端固定；所述薄壁铜管(8)的一端通过销钉(7)连接有第一圆柱接头(5)，所述薄壁铜管(8)的另一端通过销钉(7)连接有第二圆柱接头(6)；所述横向试验支持架(3)包括主体横梁，所述主体横梁的顶部设有槽钢，所述拖车支撑在槽钢上；所述第一端部支撑装置包括竖直方向的第一支撑管(13)，所述第一支撑管(13)的顶部与所述主体横梁的一端连接，所述第一支撑管(13)的底部连接有第一支撑板(14)，所述第一支撑板(14)的内侧通过螺栓连接有与所述第一支撑板(14)平行的第一导流板(11)，所述第一导流板(11)的下部设有一个通孔；通孔内设有一个万向联轴节(10)，所述万向联轴节(10)的一端通过万向联轴节螺丝(15)固定在第一支撑板上，所述万向联轴节(10)的另一端与所述海底管道模型(1)中的第一圆柱接头(5)连接；所述第二端部支撑装置包括竖直方向的第二支撑管(13’)，所述第二支撑管(13’)的顶部与所述主体横梁的另一端连接，所述第二支撑管(13’)的底部连接有第二支撑板(14’)，所述第二支撑板(14’)的内侧通过螺栓连接有与所述第二支撑板(14’)平行的第二导流板(11’)，所述第二导流板(11’)的下部设有一个管道安装通孔，所述第二支撑板(14’)的外侧设有一个滑轮(16)，所述第二支撑板(14’)上位于所述滑轮的下方设有一钢丝绳过孔；所述主体横梁上、位于与第二端部支撑装置的连接端一侧连接有一个拉力传感器(26)，所述拉力传感器(26)的另一端依次连接有拉力张紧器(24)和拉力弹簧(19)；自所述海底管道模型中的第二圆柱接头(6)，穿过第二支撑板(14’)上的钢丝绳过孔后绕过滑轮(16)至拉力弹簧的另一端连接有钢丝绳(17)；所述钢丝绳(17)和所述海底管道模型(1)的轴线在同一平面内，该平面与来流方向垂直；所述多跨支撑结构包括支持柱(21)，所述支持柱(21)上设有用于与横向试验支持架(3)连接的连接板(22)，所述支持柱(21)的底部设有可拆式孔板(23)，所述可拆式孔板(23)包括第一半环板和第二半环板，所述第一半环板与所述支持柱(21)为一体结构，所述第一半环板和第二半环板对接后用螺丝固定；位于所述支持柱(21)的下方两侧与所述横向试验支持架之间分别设有斜拉钢丝绳，所述斜拉钢丝绳上连接有拉力张紧器；所述导线和所述拉力传感器与所述应变采集仪联接，所述应变采集仪与所述计算机连接。