[发明专利]一种易调节的海洋动态脐带缆拉弯组合疲劳试验装置

摘要

本发明提供了一种易调节的海洋动态脐带缆拉弯组合疲劳实验装置，包括摆头装置、可移动框架、实验脐带缆、拉伸加载装置、弯曲加载装置以及人工地面基础。实验装置通过一端的可移动框架及拉伸加载装置对脐带缆施加恒定的拉伸荷载，另一端通过两个三可移动框架、摆头装置及弯曲加载装置施加循环弯曲荷载，来模拟脐带缆在实际海洋环境及浮体运动下的受力情况，从而验证动态脐带缆在实际服役过程中的疲劳寿命。本实验机采用分布式模块化设计方法，可以根据不同长度、不同口径的对象进行拆装，具有安装操作方便等优点。 1

主权项

1.一种易调节的海洋动态脐带缆拉弯组合疲劳试验装置，其特征在于，该海洋动态脐带缆拉弯组合疲劳试验装置包括摆头装置(1)、三个可移动框架(2)、试验脐带缆(3)、拉伸加载装置(4)、弯曲加载装置(5)和人工地面基础(6)；人工地面基础(6)为设有多个沟槽轨道的平台，3个可移动框架(2)通过螺栓固定于人工地面基础(6)的沟槽轨道上，前端并列设置的两个可移动框架(2)，两可移动框架(2)间预留偶数条人工地面基础(6)的沟槽轨道，后端的可移动框架(2)安装于预留沟槽轨道的中间轨道，根据试验脐带缆(3)调整可移动框架(2)在人工地面基础(6)的位置并固定，保证三个可移动框架(2)组成等边三角形；摆头装置(1)上的摆头尾部节段(1‑3)通过销轴与前端可移动框架(2)的标准连接件(2‑2)连接；拉伸加载装置(4)一端的拉伸液压油缸(4‑1)通过销轴与后端可移动框架(2)的标准连接件(2‑2)连接，另一端通过螺栓与试验脐带缆(3)的试验脐带缆连接件(4‑3)一端连接，试验脐带缆(3)的另一端通过螺栓与摆头装置(1)的试验脐带缆固定板(1‑1)连接；弯曲加载装置(5)一端通过螺栓与人工地面基础(6)的沟槽连接，另一端通过螺栓与摆头装置(1)的弯曲加载装置连接件(1‑4)连接；

摆头装置(1)包括试验脐带缆端部固定板(1‑1)、摆头标准节段(1‑2)、摆头尾部节段(1‑3)和弯曲加载装置连接件(1‑4)；脐带缆端部固定板(1‑1)为带有螺栓孔的正方形板，摆头标准节段(1‑2)为长方体空间桁架，用于增加摆头装置(1)的长度，摆头尾部节段(1‑3)为连接摆头标准节段(1‑2)与可移动框架(2)的过渡装置，由两个三角形钢板、轴承固定座及加强空间桁架组成，弯曲加载装置连接件(1‑4)为梯形体，与弯曲加载装置(5)相连接；试验脐带缆固定板(1‑1)通过螺栓与摆头标准节段(1‑2)连接，摆头标准节段(1‑2)通过螺栓与摆头尾部节段(1‑3)连接，弯曲加载装置连接件(1‑4)通过螺栓连接于摆头标准节段(1‑2)一侧面；摆头装置(1)可在弯曲加载装置(5)的驱动下绕框架(2)上下摆动，从而实现往复弯曲荷载的施加；

可移动框架(2)包括三角框架(2‑1)、标准连接件(2‑2)和固定底座(2‑3)，三角框架(2‑1)为两块垂直承力板加装三角形加强筋，用于固定人工地面基础(6)上的摆头尾部节段(1‑3)；固定底座(2‑3)为两块水平承力板加装中部支撑，用于连接三角框架(2‑1)与人工地面基础(6)，并调节三角框架(2‑1)高度；三角框架(2‑1)通过螺栓与固定底座(2‑3)连接，标准连接件(2‑2)通过螺栓与三角框架(2‑1)连接，并可进行上下调节，标准连接件(2‑2)通过销轴与摆头装置(1)连接；

拉伸加载装置(4)包括拉伸液压油缸(4‑1)、连接销轴a(4‑2)和试验脐带缆连接件(4‑3)，拉伸液压油缸(4‑1)一端通过销轴与后端可移动框架(2)的标准连接件(2‑2)连接，另一端通过连接销轴(4‑2)与试验脐带缆连接件(4‑3)一端连接，试验脐带缆连接件(4‑3)另一端通过螺栓与试验脐带缆(3)连接，拉伸加载装置(4)通过拉伸液压油缸(4‑1)的收缩动作实现；

弯曲加载装置(5)包括液压油缸连接件(5‑1)、连接销轴b(5‑2)、弯曲液压油缸(5‑3)和油缸固定座(5‑4)，弯曲液压油缸(5‑3)两端通过连接销轴b(5‑2)与液压油缸连接件(5‑1)连接；一端的液压油缸连接件(5‑1)通过螺栓与油缸固定座(5‑4)连接，另一端的液压油缸连接件(5‑1)通过螺栓与摆头装置(1)的标准连接件(2‑2)连接，油缸固定座(5‑4)通过螺栓与人工地面基础(6)连接，往复弯曲加载通过弯曲液压油缸(5‑3)的伸缩动作实现。