[发明专利]用于测量海上风机桶形基础动阻抗复合试验装置及方法

摘要

本发明公开了一种用于测量海上风机桶形基础动阻抗复合试验装置及方法，包括实验箱、复合受力加载装置、动弯矩加载装置和数据采集分析装置；实验箱内填充有试验砂和海水，实验箱底部设有排水管；复合受力加载装置包括复合受力加载架、竖直伺服电动缸、倾斜伺服电动缸、竖直力传感器和倾斜力传感器；动弯矩加载装置包括动弯矩加载架、横向伺服电动缸、横向力传感器、传力结构、A形架、弯矩力传感器和配重块；实验箱顶部能与复合受力加载架或动弯矩加载架可拆卸连接。本发明通过两种不同类型的循环荷载加载装置，在桶基模型上施加不同的外荷载，研究了桶基动阻抗的影响因素及其机理，为风机实际设计过程中桶基动阻抗的取值提供依据。

主权项

1.一种用于测量海上风机桶形基础动阻抗复合试验装置，其特征在于：包括实验箱、复合受力加载装置、动弯矩加载装置、伺服电动缸控制仪和数据采集分析装置；实验箱内填充有试验砂和海水，实验箱底部设置有排水管；桶形基础开口向下插设在实验箱内的试验砂中；复合受力加载装置用于对设于实验箱内的桶形基础施加水平力和竖向力，复合受力加载装置包括复合受力加载架、竖直伺服电动缸、倾斜伺服电动缸、竖直力传感器和倾斜力传感器；动弯矩加载装置动用于对设于实验箱内的桶形基础施加动弯矩，动弯矩加载装置包括动弯矩加载架、横向伺服电动缸、横向力传感器、传力结构、A形架、弯矩力传感器和配重块；实验箱顶部能与复合受力加载架或动弯矩加载架可拆卸连接；当复合受力加载架与实验箱顶部可拆卸连接时，能进行复合受力加载试验；此时，竖直伺服电动缸竖直设置，竖直伺服电动缸的顶端与复合受力加载架相连接，竖直伺服电动缸的底端通过竖直力传感器与桶形基础的顶部相连接；倾斜伺服电动缸倾斜设置，倾斜伺服电动缸的顶端与复合受力加载架相连接，倾斜伺服电动缸的底端通过倾斜力传感器与桶形基础的底部外壁面相连接；竖直伺服电动缸和倾斜伺服电动缸均与伺服电动缸控制仪相连接；当动弯矩加载架与实验箱顶部可拆卸连接时，能进行动弯矩加载试验；此时，配重块设置在桶形基础的顶部中心，弯矩力传感器的数量为两个，对称设置在配重块的两侧；A形架的底部分别与对应的弯矩力传感器相连接，A形架的顶部与传力结构相连接；横向伺服电动缸水平设置，横向伺服电动缸的一端与动弯矩加载架相连接，横向伺服电动缸的另一端通过横向力传感器与传力结构相连接；横向伺服电动缸还与伺服电动缸控制仪相连接；数据采集分析装置包括加速度传感器、应变片、微型孔隙水压计、土压力计、动态采集仪和计算机；加速度传感器布置在桶形基础顶部的两侧；应变片粘贴在桶形基础的两侧；微型孔隙水压计布置在桶形基础的中轴线下方以及桶形基础的外侧；土压力计布置在桶形基础的顶部内侧；应变片、土压力计、微型孔隙水压计、加速度传感器和力传感器均与动态采集仪相连接，动态采集仪和计算机相连接。