一种控制杆形式的倾角来流海洋立管涡激振动抑制装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105806577A(43)申请公布日2016.07.27(21)申请号201610280353.0(22)申请日2016.04.28(71)申请人天津大学地址300072天津市南开区卫津路92号(72)发明人徐万海罗浩马烨璇栾英森(74)专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所12201代理人叶青(51)Int.Cl.G01M7/02(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图6页(54)发明名称一种控制杆形式的倾角来流海洋立管涡激振动抑制装置(57)摘要本发明公开了一种控制杆形式的倾角来流海洋立管涡激振动抑制装置，该装置包括海洋立管模型以及对其两端予以支撑的第一、第二端部支撑装置，所述第一、第二端部支撑装置的顶部分别与横向试验支持架的两端相连接，所述第二端部支撑装置的外侧安装有连接所述横向试验支持架端部的拉力传感器和拉力张紧器，所述的拉力张紧器连接拉力弹簧并通过拉力弹簧连接其下端缠绕滑轮的钢丝绳。其优点是：可模拟立管在倾角来流作用下带有控制杆的涡激振动行为，利于对附有控制杆深海张紧式单根立管开展试验研究，解决了倾角均匀来流条件下带有抑制装置的深海张紧式单根立管涡激振动试验中单根立管排布和改变来流倾角的问题，弥补了学术界在该方面的不足。CN105806577ACN105806577A权利要求书1/2页1.一种控制杆形式的倾角来流海洋立管涡激振动抑制装置，包括海洋立管模型、横向试验支持架、拉力传感器、拖车、控制杆抑制系统以及应变采集仪和计算机；其特征在于：所述的海洋立管模型为裸管结构，它包括薄壁铜管以及自所述薄壁铜管的外表面依次向外设置的若干层热塑管和一层硅胶管，所述的薄壁铜管与所述热塑管之间设置有多片应变片，多片所述的应变片分别通过接线端子连接导线，所述导线的两端分别与所述薄壁铜管的一端或两端固定，所述薄壁铜管的一端通过销钉连接第一圆柱接头，所述薄壁铜管的另一端通过销钉连接第二圆柱接头；所述的横向试验支持架包括主体横梁，所述主体横梁的顶部设置有用以支撑拖车的槽钢，所述的拖车包括动力系统、刹车系统和控制系统，所述主体横梁的顶部两侧分别设置有角度盘；所述的海洋立管模型由其两端的第一、第二端部支撑装置予以支撑，所述第一、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相连接，所述第二端部支撑装置的外侧安装有连接所述横向试验支持架端部的拉力传感器以及连接所述拉力传感器的拉力张紧器，所述的拉力张紧器连接拉力弹簧并通过所述的拉力弹簧连接其下端缠绕滑轮的钢丝绳，所述的钢丝绳和所述海洋立管模型的轴线在同一平面内；所述的第一、第二端部支撑装置分别包括竖直方向的支撑管，两个所述的支撑管与所述横向试验支持架的连接处分别设置有斜撑管，所述支撑管的底部连接支撑板，所述支撑板的内侧螺栓连接与其平行的导流板，所述的导流板连接加强架；所述第一端部支撑装置侧的导流板下部开有通孔，所述的通孔内安装万向联轴节，所述万向联轴节的一端通过万向联轴节螺丝与该侧的支撑板相固定，所述万向联轴节的另一端与所述的第一圆柱接头相连接，该侧支撑管的顶部安装有水平布置的角度板，所述的角度板与安装在其下的角度盘对齐；所述第二端部支撑装置侧的导流板下部开有长方形豁口，所述的长方形豁口内设置有若干个角度卡板或补贴板，所述的角度卡板上设置有多个立管安装孔，在该侧支撑管的顶部安装有水平布置的角度板，该侧支撑板的外侧设置有滑轮，所述滑轮的滑轮座与该侧的支撑板之间设置有若干个楔形的滑轮座垫块，位于所述滑轮座下方的支撑板上开有钢丝绳过孔；所述的控制杆抑制系统设置在所述的海洋立管模型上，它包括沿所述海洋立管模型的长度方向等距离安装且圆周均布在所述海洋立管模型圆周截面上的若干个控制杆连接装置，所述的控制杆连接装置包括以铁片弯成的铁环，所述铁环两端的延伸部分以穿过螺丝孔的螺丝连接为一体，沿所述铁环的圆周均布设置若干螺母，若干个螺母内分别穿过其一端连接所述海洋立管模型的螺栓，所述螺栓的另一端连接具有钳式开口的固定装置，所述固定装置的钳式开口内契合安装控制杆。2.根据权利要求1所述的控制杆形式的倾角来流海洋立管涡激振动抑制装置，其特征在于：所述薄壁铜管的外径为8mm，壁厚为1mm。3.根据权利要求1所述的控制杆形式的倾角来流海洋立管涡激振动抑制装置，其特征在于：所述的导线为外径0.3mm的7芯导线。4.根据权利要求1所述的控制杆形式的倾角来流海洋立管涡激振动抑制装置，其特征在于：所述角度卡板的数量为四个，四个所述角度卡板上的立管安装孔的轴线与所述角度2CN105806577A权利要求书2/2页卡板厚度方向的夹角分别为0度、15度、30度、45度。5.根据权利要求1所述的控制杆形式的倾角来流海洋立管涡激振动抑制装置，其特征