专利名称：水深截断模型试验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是一种海洋工程领域的试验装置，具体地说是一种被动式混合 模型试验装置。
背景技术：
深水浮式海洋平台系统结构复杂、事故风险大、投资高，需要对海洋平台的系泊缆 /立管在水中的受力大小、方向通过实验方式进行模拟。由于实验水池深度的限制，现有海 洋工程水池中以常规缩尺比进行模型试验。被动式混合模型试验技术是将深海平台的实际 全水深系泊/立管系统在截断水深处进行截断，借助数值计算手段，根据必要的等效原则， 设计一套新的、等效的水深截断系泊/立管系统，来代替实际的全水深系统。现有的被动式 混合模型试验装置对截断点处系泊缆受力的大小和方向的模拟无法准确把握，只能做到系 泊系统的水平和垂直静恢复力近似相同，以及单根系泊缆的张力特性近似相同，因此势必 影响深海平台系统预报及监测的精度，给平台海上作业带来隐患。
发明内容本实用新型针对现有被动式混合模型试验装置存在的上述问题，进行了研究改 进，提供结构简单、可靠的水深截断模型试验装置，能准确模拟出截断点系泊缆受力的大小 和方向。为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案水深截断模型试验装置，包括底座，与底座垂直连接的支撑架，支撑架上连接滑轮 安装钢板，支撑架上焊接有三根钢管，钢管间相互呈一定角度布置且其延伸线能交汇于一 点；钢管内部分别设置弹簧，弹簧的一端与钢管的尾部连接，另一端连接有细钢丝，滑轮安 装钢板上分别装有三组滑轮装置，细钢丝从钢管头部延伸出来并穿过滑轮装置，三根细钢 丝交汇于结点。进一步地，滑轮装置结构如下包括滑轮支架、两个水平放置的滑轮、两个垂直放 置的滑轮，滑轮支架包括底板、左右两块垂直板以及顶板，底板与滑轮安装板连接，滑轮支 架各构成板分别设置有两只轴承，滑轮为圆柱形，且两端分别设有轴头，轴头套装于轴承 内，两个水平放置的滑轮通过轴承分别与两块垂直板连接，两个垂直放置的滑轮通过轴承 分别与底板及顶板连接，所述细钢丝先后经过两个垂直放置的滑轮以及两个水平放置的滑 轮之间的间隙穿出。本实用新型的技术效果在于本实用新型为一种海洋工程领域的试验装置，在试验中起关键作用的三根钢管呈 一定角度布置并通过电焊与支撑架及底座稳固连接。所述三根钢管内与弹簧连接的细钢丝 分别从钢管内延伸出来并交汇于一结点上，将该结点作为截断点来模拟系泊缆受力的大小 和方向，弹簧的变形力可以通过细钢丝作用在结点上，当结点有水平或垂直位移时，三根弹 簧都会有非线性力的产生，它们的合力即为截断点处所受的力，如此能准确的模拟出截断
3点处所受力的大小和方向。三套滑轮装置分别对细钢丝起限位作用，防止钢丝碰到钢管壁 面从而影响力的传递以及截断点模拟的精确度。

图1为本实用新型的主视图；图2为图1的左视图；图3为图1的俯视图；图4为钢管结构示意图；图5为滑轮装置的主视图；图6为图5的左视图；图7为图5的俯视图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步的说明。见图1 3，本实用新型包括底座11、支撑架12以及滑轮安装板13。底座11和支 撑架12由角钢电焊拼接而成，支撑架12借助其两端的四根加强筋16保持与底座11的垂 直关系。见图1，钢管14与支撑架12焊接，三根钢管14在同一平面上且互成一定角度布 置；三个滑轮装置15分别通过螺栓安装在滑轮安装板13上，且滑轮装置15分别处于钢管 14的头部位置。见图4，螺栓19与钢管14尾部螺纹连接，弹簧17两端设置挂钩18，螺栓 19和细钢丝20分别通过挂钩18连接。见图5 7，滑轮装置15结构如下底板1、左右两 块垂直板2以及顶板3构成滑轮支架，底板1与滑轮安装板13通过螺栓孔10螺栓连接，所 述滑轮支架各构成板分别设置有两只轴承4，滑轮5 8为圆柱形且两端分别设有轴头9， 轴头9套装于轴承4内，水平放置的滑轮5、6通过轴承4与两块垂直板2连接，垂直放置的 滑轮7、8通过轴承4与底板1及顶板3连接。本实用新型在使用过程中，首先根据截断点处的实际受力大小和方向计算得出三 根弹簧的布置角度和应选用的弹性系数，然后安装钢管和滑轮装置；细钢丝20从钢管内延 伸出来，先后经过滑轮5、6以及滑轮7、8之间的间隙穿出，最后交汇于结点21，结点21作为 截断点的模拟，当结点21作水平或垂直位移时，三组弹簧17产生的非线性力的合力通过细 钢丝20作用在结点21上。滑轮5 滑轮8对细钢丝20起限位作用，能防止细钢丝20碰 到钢管内壁面从而影响弹簧力的传递，同时滑轮5 滑轮8能使其在限位过程中不影响细 钢丝20所传递力的大小。
权利要求水深截断模型试验装置，包括底座(11)，与底座(11)垂直连接的支撑架(12)，支撑架(12)上连接滑轮安装钢板(13)，其特征在于支撑架(12)上焊接有三根钢管(14)，钢管(14)间相互呈一定角度布置且其延伸线能交汇于一点；钢管(14)内部分别设置弹簧(17)，弹簧(17)的一端与钢管(14)的尾部连接，另一端连接有细钢丝(20)，滑轮安装钢板(13)上分别装有三组滑轮装置(15)，细钢丝(20)从钢管(14)头部延伸出来并穿过滑轮装置(15)，三根细钢丝(20)交汇于结点(21)。
2 .根据权利要求1所述的水深截断模型试验装置，其特征在于滑轮装置(15)结构如 下包括滑轮支架、水平放置的滑轮(5)和滑轮(6)、垂直放置的滑轮(7)和滑轮(8)，所述 滑轮支架包括底板(1)、左右两块垂直板(2)以及顶板(3)，底板(1)与滑轮安装板(13)连 接，所述滑轮支架各构成板分别设置有两只轴承(4)，滑轮(5) 滑轮(8)为圆柱形，且两端 分别设有轴头(9)，轴头(9)套装于轴承(4)内，滑轮(5)和滑轮(6)通过轴承(4)分别与 两块垂直板(2)连接，滑轮(7)和滑轮(8)通过轴承(4)分别与底板(1)及顶板(3)连接； 所述细钢丝(20)先后经过滑轮(7)、滑轮(8)以及滑轮(5)、滑轮(6)之间的间隙穿出。
专利摘要水深截断模型试验装置，包括底座、与底座垂直连接的支撑架以及滑轮安装钢板，支撑架上焊接有三根钢管，钢管间相互呈一定角度布置且其延伸线能交汇于一点，钢管内部分别设置弹簧，弹簧一端与钢管尾部连接，另一端连接有细钢丝，滑轮安装钢板上装有三组滑轮装置，细钢丝从钢管头部延伸出来并先后经过两个垂直放置的滑轮以及水平放置的滑轮之间的间隙穿出，三根细钢丝交汇于结点。本实用新型工作时通过对结点的受力研究能准确模拟出截断点力的大小和方向。
文档编号G01M10/00GK201765106SQ20102024224
公开日2011年3月16日 申请日期2010年6月21日 优先权日2010年6月21日
发明者匡晓峰, 缪泉明, 胡定健, 许可 申请人:中国船舶重工集团公司第七〇二研究所