[发明专利]一种自由站立式立管原理样机试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种原理样机试验装置，特别是关于一种自由站立式立管原理样机试验装置。

背景技术

自由站立式立管系统中，顶部和底部结构是关键连接部件和主要受力部件，其结构形式和受力状态均较为复杂。

目前，自由站立式立管系统中的顶部和底部结构设计主要是通过理论分析方法与数值模拟方法进行。由于自由站立式立管系统所受载荷的复杂性和不确定性，理论分析方法只能在一定程度上预测顶部和底部结构的力学行为；数值模拟的计算结果受计算模型的选择影响较大，无法验证数值模拟结果的正确性。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够真实模拟自由站立式立管的顶部结构和底部结构原理样机所受载荷和运动，进而实现对原理样机相关功能和性能指标检验的自由站立式立管原理样机试验装置。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种自由站立式立管原理样机试验装置，其特征在于，该试验装置包括：一加载装置，所述加载装置包括一六自由度振动平台及其控制装置、一伺服电机、一减速机、一辊筒和一第一钢丝绳；所述控制装置用于调节与控制所述六自由度振动平台的运动，所述伺服电机固定设置在所述六自由度振动平台顶部，所述辊筒转动设置在所述六自由度振动平台顶部，所述辊筒上缠设所述第一钢丝绳，所述伺服电机通过所述减速机固定连接所述辊筒一端；一原理样机角度调节装置，所述原理样机角度调节装置包括一钢架、两手摇绞盘、一调节架、一第一滑轮和一第二滑轮；所述钢架的一端固定设置在所述六自由度振动平台的顶部，所述钢架的另一端固定设置所述手摇绞盘和调节架，每一所述手摇绞盘固定连接所述调节架，所述第一钢丝绳的一端穿过固定设置在所述钢架上的第一滑轮、第二滑轮和调节架连接原理样机；一恒张力装置，所述恒张力装置包括一立架、一第三滑轮、一第二钢丝绳和一第一配重桶；所述第三滑轮固定设置在所述立架上，穿过所述第三滑轮的所述第二钢丝绳的一端连接所述第一配重桶，所述第二钢丝绳的另一端连接原理样机；一边界条件固定装置，所述边界条件固定装置包括两固定框架和两根压缩弹簧，两根所述压缩弹簧呈180度水平，每一所述压缩弹簧的外端均连接固定框架，每一所述压缩弹簧的内端部均连接原理样机；若干应变片和一动态应变仪，每一所述应变片 贴设在所述原理样机的测试部位，每一所述应变片连接所述动态应变仪；当需要测试原理样机的顶部结构时，该原理样机试验装置还包括一鹅颈管张力角度调节装置，所述鹅颈管张力角度调节装置包括一导轨和一第四滑轮，所述第四滑轮滑动插设在固定在地面的所述导轨上，所述第二钢丝绳的另一端穿过所述第四滑轮固定连接原理样机顶部结构的鹅颈管；当需要测试原理样机的底部结构时，该原理样机试验装置还包括一弯矩加载装置，所述弯矩加载装置包括两配重桶和一连接架；所述连接架固定设置在原理样机底部结构的顶部，所述连接架的一端吊设第二配重桶，所述连接架的另一端穿过固定设置在所述钢架上的第五滑轮连接第三配重桶，所述连接架的顶部与穿过所述调节架的第一钢丝绳连接。

进一步，所述钢架包括两个平行间隔设置的垂向支撑架、一支撑杆和一底部框架，两所述垂向支撑架的一端固定设置在所述六自由度振动平台顶部，两所述垂向支撑架之间横向固定设置所述支撑杆，所述支撑杆的顶部和外侧部固定设置所述第一滑轮和第二滑轮，所述底部框架的垂向框架的顶部固定连接支撑杆和垂向支撑架底部，所述底部框架的横向框架上固定设置两所述手摇绞盘和第五滑轮。

进一步，所述调节架采用十字架，所述十字架的中心和四个外端部均设置一通孔，两所述手摇绞盘的钢丝绳的端部固定连接所述十字架外端部的相邻两通孔，所述第一钢丝绳穿过所述十字架中心通孔。

进一步，所述第四滑轮下部设置有一对卡孔，与所述第四滑轮的卡孔相对应，所述导轨上间隔设置有若干卡孔，使用时，通过所述卡孔将所述第四滑轮在所述导轨上的位置进行固定。

进一步，所述立架包括一支撑板和两支撑架，每一所述支撑架包括两间隔设置的垂向杆件，其中，两所述垂向杆件的顶部与所述支撑板紧固连接，所述垂向杆件之间设置有若干加强杆，所述第三滑轮固定设置在所述支撑板底部。

进一步，每一所述固定框架均采用三角框架。