一種用於海洋臍帶纜拉彎組合疲勞的模擬實驗裝置的製作方法
2023-06-19 02:22:01 3
專利名稱：一種用於海洋臍帶纜拉彎組合疲勞的模擬實驗裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種模擬實驗裝置，特別是關於ー種用於海洋臍帶纜拉彎組合疲勞的模擬實驗裝置。
背景技術：
隨著深水海資源環境的逐步開發，臍帶纜作為海洋油氣開發中連接FPSO(Floating Production Storage & Offloading,浮式生產儲卸油裝置)與水下生產系統的重要裝備，正得到越來越廣泛的應用。在其實際運行當中，疲勞破壞是其最重要的破壞失效模式，特別是在臍帶纜與船體相連的部位。由於浮體的運動，還有波浪、流的作用，使得 該處在承受巨大拉伸カ的同時，還受到往復的彎曲荷載作用，從而導致臍帶纜的疲勞破壞。而目前國際上對於海洋柔性臍帶纜疲勞問題的研究還處於不斷發展完善之中，現有的研究手段，比如說理論或數值方法對於該類複雜截面的結構都不能很好的進行力學響應分析，所以拉彎疲勞組合實驗則成為了各方主要的疲勞測試與研究的手段。對於臍帶纜疲勞裝置的設計開發研究國外發展的比較早，國內目前尚處空白，但是隨著我國對海洋能源需求的不斷増大，自主創新意識的不斷增強，對該類裝置的研究與應用必定會開展並成熟起來。
發明內容針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種用於海洋臍帶纜拉彎組合疲勞的模擬實驗裝置。為實現上述目的，本實用新型採取以下技術方案一種用於海洋臍帶纜拉彎組合疲勞的模擬實驗裝置，其特徵在於它包括擺頭、支架和底座；其中，所述擺頭採用「TI」形鋼製成，所述擺頭的上底面中間位置設置有一用來固定臍帶纜上端的上臍帶纜連接器，所述擺頭的上底面兩側各焊接有一根カ臂，且所述カ臂與所述擺頭的上底面位於同一水平面內；所述支架採用兩根平行豎直設置的槽鋼製成，所述支架的底部固定在所述底座上；所述擺頭的兩側臂通過螺栓分別鉸接在所述支架的兩槽鋼的上部，使所述擺頭能在所述支架上往復擺動；所述支架的兩槽鋼的下部各開設有ー豎向滑槽，兩所述豎向滑槽間滑動設置有一用來固定所述臍帶纜下端的下臍帶纜連接器，所述下臍帶纜連接器的底部連接有一重塊。所述擺頭的兩側臂和所述支架的兩槽鋼上部均開設有一排螺栓連接孔，通過改變所述螺栓的鉸接位置來調節所述擺頭的擺動支點。在所述擺頭的ー側臂下端設置ー用來測量所述擺頭擺動角度的角度測量器。在所述支架的一槽鋼上設置ー用來測量所述臍帶纜下端豎向位移的位移測量器。本實用新型由於採取以上技術方案，其具有以下優點1、本實用新型可以實現臍帶纜上端彎曲一定角度、下端受一定軸向拉力，同時可以測量擺頭的擺角、擺動支點距離、臍帶纜的彎曲カ矩與下端豎向位移等信息，不斷往返以實現臍帶纜疲勞效果；同時，通過角度、支點和拉伸カ的變換，可以實現不同的疲勞實驗加載，也可以研究不同類型的臍帶纜其最合適的疲勞加載位置。2、本實用新型為小比尺實驗裝置，相比國外大型疲勞裝置而言製造方便簡單，易於實現與操作，節省時間與成本；此外，對於國產大型拉彎組合疲勞試驗機相關技術的研究開發也提供了研究的方式手段，不僅填補了國內在這方面的空白，而且推進了臍帶纜疲勞問題的研究，為我國該領域的發展奠定了基礎。
圖I是本實用新型的結構示意圖具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進行詳細的描述。如圖I所示，本實用新型包括擺頭I、支架2和底座3。其中，擺頭I採用「TI」形鋼製成，擺頭I的上底面中間位置設置有一用來固定臍帶纜4上端的上臍帶纜連接器5，擺頭I的上底面兩側各焊接有一根カ臂6，且カ臂6與擺頭I的上底面位於同一水平面內。支架2採用兩根平行豎直設置的槽鋼製成，支架2的底部固定在底座3上。擺頭I的兩側臂通過螺栓7分別鉸接在支架2的兩槽鋼的上部，使擺頭I能在支架2上往復擺動。支架2的兩槽鋼的下部各開設有ー豎向滑槽8，兩豎向滑槽8間滑動設置有一用來固定臍帶纜4下端的下臍帶纜連接器9，下臍帶纜連接器9的底部連接有一重塊10。豎向滑槽8可以控制下臍帶纜連接器9運動方向，只允許其沿著豎向滑槽8方向上下運動，這樣保證恆定拉伸カ始終沿著臍帶纜4方向。上述實施例中，擺頭I的兩側臂和支架2的兩槽鋼上部均開設有一排螺栓連接孔11，通過改變螺栓7的鉸接位置來調節擺頭I的擺動支點，從而方便進行各種類型臍帶纜的測試。上述實施例中，在擺頭I的ー側臂下端設置ー用來測量擺頭I擺動角度的角度測量器12。上述實施例中，在支架2的一槽鋼上設置ー用來測量臍帶纜4下端豎向位移的位移測量器13。本實用新型使用時，首先將小比尺的柔性臍帶纜4上端固定在擺頭I的上臍帶纜連接器5上，臍帶纜4下端固定在下臍帶纜連接器9上；然後通過カ臂6來控制擺頭I往復擺動，從而對臍帶纜4上端部產生一定的彎矩作用，進而產生一定的擺角；彎曲的同時，臍帶纜4下端通過重塊10實現軸線拉力，並通過豎向滑槽8控制使其只能豎向運動，並且產生一定的豎向位移；最後測量擺頭I的擺角、擺動支點距離、臍帶纜4的彎曲カ矩與下端豎向位移等信息，從而實現拉彎組合的疲勞加載。本實用新型僅以上述實施例進行說明，各部件的結構、設置位置、及其連接都是可以有所變化的，在本實用新型技術方案的基礎上，凡根據本實用新型原理對個別部件進行的改進和等同變換，均不應排除在本實用新型的保護範圍之外。
權利要求1.一種用於海洋臍帶纜拉彎組合疲勞的模擬實驗裝置，其特徵在於它包括擺頭、支架和底座；其中，所述擺頭採用「TI」形鋼製成，所述擺頭的上底面中間位置設置有一用來固定臍帶纜上端的上臍帶纜連接器，所述擺頭的上底面兩側各焊接有一根力臂，且所述力臂與所述擺頭的上底面位於同一水平面內；所述支架採用兩根平行豎直設置的槽鋼製成，所述支架的底部固定在所述底座上；所述擺頭的兩側臂通過螺栓分別鉸接在所述支架的兩槽鋼的上部，使所述擺頭能在所述支架上往復擺動；所述支架的兩槽鋼的下部各開設有一豎向滑槽，兩所述豎向滑槽間滑動設置有一用來固定所述臍帶纜下端的下臍帶纜連接器，所述下臍帶纜連接器的底部連接有一重塊。
2.如權利要求I所述的一種用於海洋臍帶纜拉彎組合疲勞的模擬實驗裝置，其特徵在於所述擺頭的兩側臂和所述支架的兩槽鋼上部均開設有一排螺栓連接孔，通過改變所述螺栓的鉸接位置來調節所述擺頭的擺動支點。
3.如權利要求I所述的一種用於海洋臍帶纜拉彎組合疲勞的模擬實驗裝置，其特徵在 於在所述擺頭的一側臂下端設置一用來測量所述擺頭擺動角度的角度測量器。
4.如權利要求2所述的一種用於海洋臍帶纜拉彎組合疲勞的模擬實驗裝置，其特徵在於在所述擺頭的一側臂下端設置一用來測量所述擺頭擺動角度的角度測量器。
5.如權利要求I或2或3或4所述的一種用於海洋臍帶纜拉彎組合疲勞的模擬實驗裝置，其特徵在於在所述支架的一槽鋼上設置一用來測量所述臍帶纜下端豎向位移的位移測量器。
專利摘要本實用新型涉及一種用於海洋臍帶纜拉彎組合疲勞的模擬實驗裝置，其特徵在於它包括擺頭、支架和底座；其中，擺頭採用「∏」形鋼製成，擺頭的上底面中間位置設置有一用來固定臍帶纜上端的上臍帶纜連接器，擺頭的上底面兩側各焊接有一根力臂，且力臂與擺頭的上底面位於同一水平面內；支架採用兩根平行豎直設置的槽鋼製成，支架的底部固定在底座上；擺頭的兩側臂通過螺栓分別鉸接在支架的兩槽鋼的上部，使擺頭能在支架上往復擺動；支架的兩槽鋼的下部各開設有一豎向滑槽，兩豎向滑槽間滑動設置有一用來固定臍帶纜下端的下臍帶纜連接器，下臍帶纜連接器的底部連接有一重塊。
文檔編號G01N3/02GK202403987SQ20112046325
公開日2012年8月29日 申請日期2011年11月21日 優先權日2011年11月21日
發明者劉太元, 盧青針, 屈衍, 嶽前進, 席永輝, 李博, 湯明剛, 王珏, 鄭利軍, 郭宏, 閆軍 申請人:中國海洋石油總公司, 中海石油研究中心, 大連理工大學