[实用新型]悬跨管道的力学特征试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及了一种力学试验装置，特别涉及一种悬跨管道的力学特征试验装置。

背景技术

海底管道是海洋油气开发的生命线工程，在海洋油气传输中发挥着重要作用。由于海底崎岖不平和波浪、海流的长期冲刷，海底管道不可避免的出现悬跨段。在悬跨段上一般通过架设悬跨管道以达到连接作用。但是悬跨管道在波流作用下会出现涡激疲劳振动，久而久之，涡激疲劳振动会造成悬跨管道的疲劳断裂，进而导致油气泄露，引发严重的生产安全事故和环境污染事故，给国家和社会带来恶劣的负面影响。因此，研究悬跨管道的动力学特性具有十分重要的意义。

当前，研究悬跨管道的动力学特性一般有两种方法：第一种是计算机数值模拟方法，即通过计算机用有限元软件建立悬跨管道模型进而研究其力学特性，该种方法得到的结果仅是计算机模拟的结果，其真实可靠性仍然需要进行第二种方法进行验证。第二种就是实验室试验方法，即在室内或现场开展悬跨管道力学试验，由于现场试验难以模拟海底悬跨管道所处的条件，所以目前现场悬跨管道的研究报道并不多。一般在实验室进行试验时基本是在波浪池或流水槽中进行，用于模拟悬跨管道在海底的涡激振动，普遍使用固支或使用简支约束模拟悬跨管道的边界条件。这种处理方法不能及时反映悬跨管道边界条件变化对动力特性的影响，普遍只有少数几个设计好的长度可供选择，所以在试验中无法真实模拟悬跨长度连续性变化对动力特性的影响。

实用新型内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供了一种悬跨管道的力学特征试验装置，其能够解决现有实验装置无法研究悬跨管道边界条件连续性变化对动力特性影响的问题。

本实用新型的具体技术方案是：

一种悬跨管道的力学特征试验装置，其特征在于，它包括：底座；第一夹持机构，所述第一夹持机构包括用于对悬跨管道一端夹持的第一夹持部、与所述第一夹持部相连接的第一支座；第二夹持机构，所述第二夹持机构包括用于对悬跨管道另一端夹持的第二夹持部、与所述第二夹持部相连接并能与所述底座相固定的第二支座；用于向悬跨管道的一端施加轴向作用力的施力机构；所述第一夹持机构具有至少两个工作状态，在所述第一夹持机构处于第一工作状态时，所述第一支座能沿所述底座滑动；在所述第一夹持机构处于第二工作状态时，所述第一支座与所述底座固定。

优选地，所述第一支座包括沿纵向延伸的第一支撑部，所述第二支座包括沿纵向延伸的第二支撑部，所述第一夹持部包括第一上夹持件、与所述第一上夹持件适配的第一下夹持件、与所述第一上夹持件连接的第一上夹持板、与所述第一下夹持件连接的第一下夹持板，所述第一下夹持板与所述第一上夹持板相对应，所述第一上夹持板和所述第一下夹持板穿设于所述第一支撑部，所述第一夹持部还包括穿设于所述第一支撑部的第一锁紧件，所述第一锁紧件能向所述第一上夹持板和所述第一下夹持板施加一沿纵向延伸的夹紧力，所述第二夹持部包括第二上夹持件、与所述第二上夹持件相适配的第二下夹持件、与所述第二上夹持件相连接的第二上夹持板、与所述第二下夹持件相连接的第二下夹持板，所述第二下夹持板与所述第二上夹持板对应，所述第二上夹持板和所述第二下夹持板穿设于所述第二支撑部，所述第二夹持部还包括穿设于所述第二支撑部的第二锁紧件，所述第二锁紧件能向所述第二上夹持板和所述第二下夹持板施加一沿纵向延伸的夹紧力。

优选地，所述第一支撑部包括第一螺纹杆，所述第一锁紧件包括位于所述第一上夹持板上方并与所述第一螺纹杆螺纹连接的第一螺母、位于所述第一下夹持板下方并与所述第一螺纹杆螺纹连接的第二螺母，所述第二支撑部包括第二螺纹杆，所述第二锁紧件包括位于所述第二上夹持板上方并与所述第二螺纹杆螺纹连接的第三螺母、位于所述第二下夹持板下方并与所述第二螺纹杆螺纹连接的第四螺母。

优选地，所述底座上的上设置有滑槽，所述第一支座能沿所述滑槽相对所述底座滑动。

优选地，所述第一支座包括与所述第一夹持部相连接的第一支撑部和第一连接部，所述第一连接部能沿所述滑槽滑动和能够与所述底座固定。

优选地，所述滑槽呈倒T形，所述第一连接部包括与所述第一支撑部相连接的第一基板、设置在所述滑槽内并沿竖直方向穿设过第一基板的螺栓和位于第一基板上方能对所述第一基板和所述底座进行固定的螺母。

优选地，所述施力机构包括千斤顶、与所述千斤顶上部相抵接的上顶板、一端连接于所述上顶板的拉力杆、与拉力杆另一端相连接的下拉板，所述下拉板位于所述千斤顶的下方并与悬跨管道的一端通过第一绳索相连接，所述拉力杆绕所述上顶板和所述下拉板的中心环向排布。