[发明专利]基于DIC的海洋柔性管道螺旋构件相对滑移的测量方法

权利要求书

1.基于DIC的海洋柔性管道螺旋构件相对滑移的测量方法，其特征在于，所述测量方法包括：

对海洋柔性管道试件施加组合力，确定位于管道曲率平滑区域中心的管道横截面位置；

剥离所述管道曲率平滑区域的管道外皮，露出最外层螺旋构件层，所述最外层螺旋构件层包括多个紧密排列的单根螺旋构件；

在所述最外层螺旋构件层表面分别标识出管道横截面环线以及管道弯曲处的外曲率轴向直线，所述外曲率轴向直线为管体弯曲的最长轴线；

在每根螺旋构件外表面与所述管道横截面环线的交点处标记mark点；

利用光学摄像采集仪接收所有mark点反馈的光信息，并利用DIC技术记录所有mark点的绝对位移矢量；

将位于所述外曲率轴向直线上的mark点作为参考点，通过所述绝对位移矢量计算得到其他mark点相对于所述参考点的相对位移矢量；

除所述参考点外将所述管道横截面环线上的各个mark点分别映射到参考点所在的螺旋构件外表面的相同相位上，得到所述最外层螺旋构件层相对于内部组份的相对滑移分布。

2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述对海洋柔性管道试件施加组合力，确定位于管道曲率平滑区域中心的管道横截面位置，包括：

将所述海洋柔性管道试件放置在试验装置上，同时施加轴向拉伸力和横向剪力；

对试验加载过程中的所述海洋柔性管道试件的整体线形进行分析，试件整体线形和曲率分布通过求解如下方程得到：

其中，ω(x)为沿管道轴向的挠度分布，表征管道整体线形；ω″(x)为沿管道轴向的曲率分布；A、B分别表示与横向剪力加载特征和管道长度相关的代数式；n²＝F/EI，F为管道轴向拉伸力，EI为管道弯曲刚度。

3.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述相对位移矢量的计算公式为：

其中，为所述参考点的绝对位移矢量测量结果；为所述管道横截面环线上除参考点外的第i个mark点的绝对位移矢量测量结果，为所述管道横截面环线上第i个mark点相对于所述参考点的相对位移矢量。

4.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述除所述参考点外将所述管道横截面环线上的各个mark点映射到参考点所在的螺旋构件外表面的相同相位上，包括：

除所述参考点外，在各个mark点上分别作沿管道轴线平行的线，平行线分别与所述参考点所在的螺旋构件外表面相交，交点作为相同相位的映射点，则每根螺旋构件外表面上各个映射点与内部组份的相对滑移矢量与所述管道横截面环线上相应的mark点的相对位移矢量相同。

5.根据权利要求1-4任一所述的测量方法，其特征在于，所述参考点相对于内部组份的相对滑移矢量为零，且未发生弯曲时所述管道横截面环线上的所有mark点的位置不发生相对位移，则所述管道横截面环线上其他mark点相对于所述参考点的相对位移矢量看作其他mark点相对于所述内部组份的相对滑移矢量。