[实用新型]一种可调倾斜角度的刚性立管涡激振动试验装置

说明书

本实用新型公开一种可调倾斜角度的刚性立管涡激振动试验装置，包括：外固定架、水平可振动机构、立管倾斜角度调整机构、垂向可振动机构、立管；外固定架第一、二两板件和水平可振动机构第一、第二轨道固定连接，第三、四两板件和第三、第四轨道固定连接；水平可振动机构的第三、第四支撑杆和立管倾斜角度调整机构中的第一、第二承重杆可拆卸式连接；立管倾斜角度调整机构中的第一承重杆和垂向可振动机构的连接板可拆卸式连接；垂向可振动机构通过第一、第二连接棒与立管可拆卸式连接。本实用新型利用滚动轴承减少装置振动过程所受摩擦力、避免卡顿，可用于立管双自由度振动实验，还可改变立管水平面倾斜角度，探索轴向流对立管涡激振动的影响。

技术领域

本实用新型涉及海洋工程技术领域，尤其涉及一种可调倾斜角度的刚性立管涡激振动试验装置。

背景技术

海上石油开采的立管常选用圆柱体结构。这种非流线型的截面结构在流体的作用下，满足一定条件时，会产生周期性的振动，这种现象叫做涡激振动。立管在涡激振动长期作用下，会产生疲劳破坏，从而造成巨大的经济损失和环境污染。涡激振动对于海洋结构物的影响一直是一个热点。由于海洋立管尺寸一般都比较大，我们很难直接模拟。因此在研究立管涡激振动现象时常采用缩尺比模型。

中国专利文献CN112213064A公开了一种刚性柱体涡激振动试验装置，用来研究缩尺比下立管的涡激振动规律。其主要缺陷是：(1)水平方向振动摩擦阻力较大，容易卡顿；(2)竖直方向连接实验柱体的长杆长径比很大，受到水流作用时容易弯曲，上下振动会卡顿甚至卡死；(3)不能进行轴向流作用下的立管涡激振动试验。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本实用新型的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提出一种可调倾斜角度的刚性立管涡激振动试验装置，能够解决实验刚性柱体在涡激振动试验中的卡顿现象，使试验结果更准确；同时可以调整立管在水平面的倾斜角度，用于研究轴向流对于立管涡激振动的影响。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提出一种可调倾斜角度的刚性立管涡激振动试验装置，包括：外固定架、水平可振动机构、立管倾斜角度调整机构、垂向可振动机构、立管；所述外固定架的第一、第二两板件和所述水平可振动机构的第一轨道、第二轨道固定连接；所述外固定架的第三、第四两板件和所述水平可振动机构的第三轨道、第四轨道固定连接；所述水平可振动机构的第三支撑杆、第四支撑杆和所述立管倾斜角度调整机构中的第一承重杆、第二承重杆可拆卸式连接；所述立管倾斜角度调整机构中的第一承重杆和所述垂向可振动机构的连接板可拆卸式连接；所述垂向可振动机构通过第一连接棒、第二连接棒与所述立管可拆卸式连接；所述立管右端与所述垂向可振动机构采用同所述立管左端相同的可拆卸式连接方式连接。

在一些实施例中，还包括如下可选技术特征：

在一些实施例中，所述外固定架由多个连接的板件固定连接而成，整体外形呈方形，为整个装置的机架，承载装置重量和载荷。

在一些实施例中，所述水平可振动机构包括轨道、支撑杆、连接杆、水平弹簧、滚动轴承连接而成；具体包括：第一轨道、第二轨道、第三轨道、第四轨道，第一支撑杆、第二支撑杆、第三支撑杆、第四支撑杆、第五支撑杆，第一连接杆、第二连接杆、第三连接杆、第四连接杆，第一水平弹簧、第二水平弹簧、第三水平弹簧、第四水平弹簧，第一滚动轴承、第二滚动轴承、第三滚动轴承、第四滚动轴承、第五滚动轴承、第六滚动轴承、第七滚动轴承、第八滚动轴承。