[发明专利]一种张力腿平台涡激运动水池试验装置

说明书

本发明涉及一种张力腿平台涡激运动水池试验装置，包括：拖车；张力腿平台模型，通过弹簧系统安装至拖车上，并在拖车的牵引下运动；光滑不锈钢钢板、支架、气浮吸盘和精密螺栓，光滑不锈钢钢板通过支架安装于拖车上，气浮吸盘通过精密螺栓连接张力腿平台模型，并支撑于光滑不锈钢钢板下方，气浮吸盘表面采用纳米材料，并在外部供气下表面喷出气体形成稳定的压力气流，其中，气浮吸盘共设有四个；三自由度运动光学测量系统，包括外伸架、发光灯球和跟踪镜头，外伸架刚性固定于张力腿平台模型上，发光灯球置于外伸架上，跟踪镜头设于拖车上。与现有技术相比，本发明能够得到张力腿平台的刚度和所受预张力，同时还能模拟其涡激运动响应特性。

技术领域

本发明涉及水池试验装置，尤其是涉及一种张力腿平台涡激运动水池试验装置。

背景技术

近年来，随着海洋油气资源的开发从浅海转向深海，深海多柱式平台的应用和性能要求变高，对此，中国专利CN109696293A公开了一种深海多柱式系泊浮式平台涡激运动水池试验装置，包括拖车、纵向运动导轨机构、横向运动导轨机构、艏摇转动机构、光学测量机构，以及用于安装浮式平台模型的顶板，所述拖车与横向运动导轨机构之间还设有确定纵向刚度的纵向弹性件，所述横向运动导轨机构与艏摇转动机构之间还设有确定横向刚度的横向弹性件，所述艏摇转动支架与连接主轴之间还设有确定转动刚度的弹性约束件。与现有技术相比，本发明的试验装置不但能够准确等效模拟实际海况下系泊系统在水平面内的三自由度刚度，同时还能模拟深海平台在非线性刚度等效约束下的涡激运动响应特性。

上述水池试验装置可适用于半潜式平台实验，但是在应用于张力腿平台实验会存在故障率高。

发明内容

本发明的目的就是为了提供一种张力腿平台涡激运动水池试验装置，通过气浮吸盘在外部供气下表面喷出气体形成稳定的压力气流，因气膜边缘与大气相通压强为零，气膜阻力阻挡了压力气流和大气相通，使得气膜表面形成一定压强，整个气盘表面具备承载能力，大大提高了承载力，从而有效降低了试验装置在应用于张力腿平台试验的故障率。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种张力腿平台涡激运动水池试验装置，包括：

拖车；

还包括：

张力腿平台模型，通过弹簧系统安装至拖车上，并在拖车的牵引下运动；

光滑不锈钢钢板、支架、气浮吸盘和精密螺栓，所述光滑不锈钢钢板通过支架安装于拖车上，所述气浮吸盘通过精密螺栓连接张力腿平台模型，并支撑于光滑不锈钢钢板下方，所述气浮吸盘表面采用纳米材料，并在外部供气下表面喷出气体形成稳定的压力气流，其中，所述气浮吸盘共设有四个；

三自由度运动光学测量系统，包括外伸架、发光灯球和跟踪镜头，所述外伸架刚性固定于张力腿平台模型上，所述发光灯球置于外伸架上，所述跟踪镜头设于拖车上。

所述外部供气的供气压力为0.4-0.6Mpa。

所述外部供气提供的气源为干燥气源。

所述气浮吸盘和精密螺栓之间通过球面接触。

所述弹簧系统包括多个弹簧，各弹簧的一端连接至张力腿平台模型，另一端通过拉力传感器连接至拖车。

所述弹簧共设有四个。

所述弹簧系统各弹簧的锚点中心在张力腿平台模型的中心。

所述支架包括第一结构件、多个第二结构件和多个第三结构件，所述第二结构件和第三结构件的数量相等且一一对应，所述第一结构件和第二结构件垂直，所述第二结构件和第三结构件的轴向平行，且所述第二结构件上设有外螺纹，各第二结构件的一端通过第三结构件连接至光滑不锈钢钢板，另一端穿过第一结构件并通过两个固定螺帽限位。