一種扭轉剛度測試裝置製造方法
2023-10-25 09:32:12 2
一種扭轉剛度測試裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型屬於海纜、臍帶纜以及海底柔性管道的檢測技術，尤其是涉及一種海纜，臍帶纜，海洋柔性管道的扭轉剛度測試裝置。包括固定水平臺一、固定水平臺二、水平支撐、轉動電機、扭矩傳感器、旋轉夾具、移動夾具和導軌，旋轉電機和旋轉夾具固定安裝在水平臺上，轉動電機通過扭矩傳感器與旋轉夾具相連接，旋轉夾具上有測試角度傳感器，樣品的一端安裝在旋轉夾具上，旋轉夾具的作用下可以自由旋轉但不可前後移動，樣品的另一端固定在移動夾具上，移動夾具通過導軌與水平臺相連接，樣品在移動夾具內不可轉動，但可隨移動夾具前後移動，為了防止樣品由於自重發生下垂，在樣品的中點處安裝有可調節高度的水平支撐，測試時保證樣品為直線狀。
【專利說明】一種扭轉剛度測試裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於海纜、臍帶纜以及海底柔性管道的檢測技術，尤其是涉及的是一種海纜，臍帶纜，海洋柔性管道的扭轉剛度測試裝置。
【背景技術】
[0002]海纜、臍帶纜、以及海底柔性管道用於水下生產系統之間或水下生產系統與水上浮體之間的連接，為油田開發提供電能、傳輸信號以及所需液壓和化學藥劑，是海洋油氣開發水下生產系統的重要裝備。在安裝和在位運行過程中，海纜、臍帶纜以及海底柔性管道等在波浪海流等環境載荷的作用下會受到拉伸以及扭轉載荷的作用。海纜、臍帶纜以及海底柔性管道各構件之間大多採用非粘結螺旋纏繞結構，因此其各個運動之間存在耦合，即拉伸作用常常伴隨著扭轉發生，而扭轉運動又伴隨著海纜的伸長。由於其結構分析的複雜性，使得扭轉剛度作為評價評價海纜、臍帶纜以及海底柔性管道的重要指標目前還缺乏清晰的認識。雖然國內外已經有許多測試常規材料的扭轉剛度的標準和方法，但是對於海纜、臍帶纜以及海底柔性管道等複雜系統，還缺乏統一的扭轉剛度測試標準，試驗裝置和方法。
【發明內容】
[0003]本實用新型目的是針對目前測試海纜，臍帶纜以及海底柔性管道扭轉剛度測試方面的不足之處，提供一種扭轉剛度測試裝置，是一種直觀的，測試數據準確以及使用簡便的海纜，臍帶纜以及海底柔性管道扭轉剛度的測試裝置。
[0004]一種扭轉剛度測 試裝置是採取以下技術方案實現:
[0005]一種扭轉剛度測試裝置包括固定水平臺一、固定水平臺二、水平支撐、旋轉電機、扭矩傳感器、旋轉夾具、移動夾具和導軌，旋轉電機和旋轉夾具固定安裝在水平臺一上，旋轉電機通過扭矩傳感器與旋轉夾具相連接，旋轉夾具上有測試角度傳感器，樣品的一端安裝在旋轉夾具上，旋轉夾具可以自由旋轉但不可前後移動。樣品的另一端固定在移動夾具上，移動夾具通過導軌與水平臺二相連接，樣品在移動夾具內不可轉動，但可隨移動夾具前後移動。為了防止樣品由於自重發生下垂，在樣品的中點處安裝有可調節高度的水平支撐，水平支撐與樣品之間保持光滑接觸，測試時保證樣品為直線狀。
[0006]所述的扭矩傳感器和角度傳感器均與計算機相連，測試過程實時記錄扭矩和轉角數值。
[0007]所述的移動夾具在安裝樣品時可以移動，測試過程中移動夾具是與導軌相固定。
[0008]本實用新型的具體測試方法如下:
[0009]將樣品安裝在旋轉夾具和移動夾具上，調節水平支撐的高度，使樣品保持為直線。樣品在旋轉夾具內可以自由旋轉但不可前後移動，樣品在移動夾具內可以隨移動夾具前後移動但不可自由旋轉，測試時將移動夾具在導軌上固定。測試樣品的初始長度L，然後開動旋轉電機，使測試樣品隨電機轉動，在計算機上記錄扭轉傳感器的扭矩M和旋轉夾具的旋轉角度Θ，則可得測試樣品的扭轉剛度為GI=M/(0/L)，或通過擬合Ι1Θ/L曲線得到樣品的扭轉剛度。
[0010]本實用新型一種扭轉剛度測試裝置的有益效果是:
[0011]本實用新型一種扭轉剛度測試裝置設計合理，結構簡便，操作便利，能夠得到很精確的扭轉剛度數值，並能廣泛適用於柔性系統的測試，特別適用於海纜，臍帶纜，海洋柔性管道的扭轉剛度測試。
[0012]通過測試樣品受到的扭矩和旋轉角度，通過計算機記錄瞬時試驗曲線，可以很方便的得到樣品的扭轉剛度值，設備簡便，操作方便，並且測量精確，能夠有效地進行扭轉剛度的測試，並可推廣到類似結構的扭轉剛度的測量上去。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]以下將結合附圖對本實用新型作進一步說明:
[0014]圖1本實用新型扭轉剛度測試裝置的示意圖。
[0015]圖2本實用新型扭轉剛度測試裝置測試得到的扭矩與單位長度扭轉角試驗曲線。
[0016]圖1中序號名稱:旋轉電機1，扭矩傳感器2,旋轉夾具3,樣品4,移動夾具5,導軌6，水平臺一 7，水平支撐8，水平臺二 9。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖，通過實施例對本實用新型進行具體描述。
[0018]如圖1所示，一種扭轉剛度測試裝置包括固定水平臺一 7、固定水平臺二 9、一個水平支撐8、旋轉電機1、扭矩傳感器2、旋轉夾具3、移動夾具5和導軌6，旋轉電機I和旋轉夾具3固定在水平臺一 7上，旋轉電機I和旋轉夾具3之間安裝有扭矩傳感器2，旋轉夾具3內有測試旋轉角度的角度傳感器，旋轉夾具3內固定樣品4的一端，樣品4在旋轉夾具3內只能自由旋轉不能直線移動。扭轉傳感器2和角度傳感器均與計算機相連接，在測試過程中實時記錄扭矩M和轉角Θ。樣品4的另一端固定在移動夾具5內，移動夾具5通過導軌6與固定水平臺二 9相連接，當移動夾具5未與導軌6相固定時，樣品可隨移動夾具直線移動但不能自由旋轉。在樣品安裝過程中，可以調節移動夾具5的位置使樣品保持水平，當樣品安裝後，將移動夾具5與導軌6固定，防止樣品在測試過程中伸長。在樣品4的中間位置安裝有水平支撐8，水平支撐8高度可調，保持樣品在測試時為一條直線。
[0019]所述的扭矩傳感器2和角度傳感器均與計算機相連，測試過程實時記錄扭矩和轉角數值。
[0020]所述的扭矩傳感器2、角度傳感器、計算機均為市售的常規儀器，並且隨測試樣品的不同選擇合適的量程。
[0021]所述的移動夾具5在安裝樣品時可以移動，測試過程中移動夾具5是與導軌6相固定。
[0022]本實用新型的具體測試方法如下:
[0023]將樣品4安裝在旋轉夾具3和移動夾具5上，調節水平支撐8的高度，使樣品4保持為直線。樣品4在旋轉夾具3內可以自由旋轉但不可前後移動，樣品4在移動夾具5內可以隨移動夾具前後移動但不可自由旋轉，測試時將移動夾具5在導軌6上固定。測試樣品的初始長度L，然後開動旋轉電機1，使測試樣品隨電機轉動，在計算機上記錄扭轉傳感器2的扭矩M和旋轉夾具3的旋轉角度Θ，則可得測試樣品的扭轉剛度為GI=M/(0/L)，或通過擬合Θ /L曲線得到樣品的扭轉剛度。
[0024]在測試時，首先記錄樣品的測試長度L，然後開動旋轉電機，使電機帶動旋轉夾具3內的樣品旋轉，而移動夾具內的樣品保持固定，通過電腦記錄測試樣品受到的扭矩M和旋轉角度Θ，如圖2所示，則可得測試樣品的扭轉剛度為GI=M/ ( Θ /L)，或通過擬合Θ /L曲線得到樣品的扭轉剛度。
【權利要求】
1.一種扭轉剛度測試裝置，其特徵在於:包括固定水平臺一、固定水平臺二、水平支撐、旋轉電機、扭矩傳感器、旋轉夾具、移動夾具和導軌，旋轉電機和旋轉夾具固定安裝在水平臺一上，旋轉電機通過扭矩傳感器與旋轉夾具相連接，旋轉夾具上有測試角度傳感器，樣品的一端安裝在旋轉夾具上，旋轉夾具的作用下可以自由旋轉但不可前後移動，樣品的另一端固定在移動夾具上，移動夾具通過導軌與水平臺二相連接，樣品在移動夾具內不可轉動，但可隨移動夾具前後移動，為了防止樣品由於自重發生下垂，在樣品的中點處安裝有可調節高度的水平支撐，水平支撐與樣品之間保持光滑接觸，測試時保證樣品為直線狀。
2.根據權利要求1所述的一種扭轉剛度測試裝置，其特徵在於:移動夾具在安裝樣品時可以移動，測試過程中移動夾具是與導軌相固定。
3.根據權利要求1所述的一種扭轉剛度測試裝置，其特徵在於:所述的扭矩傳感器和角度傳感器均與計算機相連接，測試過程實時記錄扭矩和轉角數值。
【文檔編號】G01N3/26GK203688370SQ201320845000
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年12月20日 優先權日:2013年12月20日
【發明者】郭朝陽, 張建民, 謝書鴻, 蔡炳餘, 薛建林 申請人:中天科技海纜有限公司