CN218584551U - 一种管缆弯曲刚度测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种管缆弯曲刚度测试装置，包括底座；管缆锚架，管缆锚架设置在底座上，用于固定待测试件；拉力支架，拉力支架的一侧连接有第一管缆压力架，另一侧连接第二管缆压力架；第一管缆压力架，第一管缆压力架可滑动地连接在底座上；第二管缆压力架，第二管缆压力架可滑动地连接在底座上；多个位移传感器，多个位移传感器均和底座相连接，多个位移传感器沿待测试件的轴向依次布置；拉力源，拉力源与拉力支架连接，以驱动拉力支架移动。本实用新型通过将测量三个位移点的第一位移传感器和第二位移传感器设置在底座上，测试时无需提前测量找点，位移点和拉力点均已经提前确定，使测试过程简单。

Description

一种管缆弯曲刚度测试装置

技术领域

本实用新型涉及水下缆技术领域，尤其是指一种管缆弯曲刚度测试装置。

背景技术

海洋工程中使用的各种水下缆(特别是脐带缆)由于内部各螺旋单元的结构复杂，在水下缆的受弯过程中各结构单元会随着弯曲半径的减小而发生相互滑移现象，从而导致水下缆的弯曲刚度会随着弯曲半径的减小而非线性地减小，直至各结构单元处于完全滑移状态时水下缆的弯曲刚度值达到最小。而这个弯曲刚度值作为水下缆整体性能分析中的基础参数将会很大程度上影响水下缆在波浪流复杂的海洋工况下的弯曲半径和端部张力的变化，因此弯曲刚度值的精确与否显得尤为重要。目前，水下缆(特别是脐带缆)的弯曲刚度测量方法，如专利申请公布号CN 105043896公开的水下缆弯曲刚度的测试方法，包括以下具体步骤：

(1)、将水下缆的两端A、B处进行支撑，并使水下缆处于水平状态

(2)、在水下缆位于两个支撑端A、B之间的中点C处设置第一位移传感器，并在水下缆中点C的两侧附近D、E处分别设置第二位移传感器，两个第二位移传感器沿水下缆的中点C对称，然后将第一位移传感器和第二位移传感器与控制***电连接；

(3)、在水下缆上沿其中点C对称的两个位置G、H处分别固定力传感器，将力传感器与控制***电连接；

(4)、在水下缆上固定有力传感器的位置G、H处分别施加径向拉力F，并通过关系式得到水下缆在弯曲过程中的弯曲刚度，通过关系式得到水下缆在弯曲过程中的曲率。

通过该测试方法可测试得到水下缆的弯曲刚度值，并可用于验证通过理论公式计算得到的最小弯曲刚度值的准确性，对于水下缆在弯曲过程中其曲率与弯曲刚度的具体变化关系也可以通过曲线图得到直观的验证。

目前利用该方法测试水下缆的弯曲刚度值时，需要先找到A、B支撑点的中点C安装第一位移传感器，再分别测量D、E的位置安装第二位移传感器，还要确定G、H的位置安装力传感器并施加径向拉力F，测试过程需要的前期测量工作较为繁琐，且G、H两点处是分别施加拉力，很难保证拉力一致，对测试结果的准确性有影响。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术中水下缆的弯曲刚度测试的前期测量工作繁琐，且拉力很难保证一致，影响测试精度的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种管缆弯曲刚度测试装置，包括

底座；

管缆锚架，所述管缆锚架设置在所述底座上，用于固定待测试件；

拉力支架，所述拉力支架的一侧连接有第一管缆压力架，另一侧连接第二管缆压力架；

第一管缆压力架，所述第一管缆压力架可滑动地连接在所述底座上；

第二管缆压力架，所述第二管缆压力架可滑动地连接在所述底座上；

多个位移传感器，多个所述位移传感器均和所述底座相连接，多个所述位移传感器沿待测试件的轴向依次布置；

拉力源，所述拉力源与所述拉力支架连接，以驱动所述拉力支架移动。

在本实用新型的一个实施例中，所述底座上设置两个管缆锚架，两个所述管缆锚架分别与所述第一管缆压力架和所述第二管缆压力架对应；两个所述管缆锚架上均设置管缆挡板，所述第一管缆压力架和所述第二管缆压力架上均设置压力架挡板，所述待测试件安装在所述锚架挡板和所述压力架挡板之间。

在本实用新型的一个实施例中，所述位移传感器包括

第一位移传感器，所述第一位移传感器设置在所述第一管缆压力架和第二管缆压力架对称轴上；

两个第二位移传感器，两个所述第二位移传感器对称设置在所述第一位移传感器两侧。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一管缆压力架和第二管缆压力架均可滑移地连接在导向滑轨上，所述导向滑轨连接在所述底座上。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一管缆压力架和所述第二管缆压力架均通过拉力传感器与所述拉力支架连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述拉力支架上设置旋转吊钩，所述拉力源与所述拉力支架通过所述旋转吊钩转动连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述拉力源为电动葫芦。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一管缆压力架和第二管缆压力架对称轴上滑动设置管缆定位架，所述管缆定位架上设置定位槽，所述第一位移传感器一端连接管夹，所述管夹通过所述定位槽定位并与所述待测试件连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述拉力支架设置成等腰三角型。

在本实用新型的一个实施例中，所述拉力支架上设置加强筋。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本实用新型所述的一种水下缆弯曲刚度测试装，通过将测量三个位移点的位移传感器设置在底座上，并设置通过拉力支架同时带动第一管缆压力架和第二管缆压力架提供拉力，测试时无需提前测量找点，位移点和拉力点均已经提前确定，使测试过程简单，且拉力支架同时带动第一管缆压力架和第二管缆压力架运动对待测试件提供拉力，使两个拉力点的拉力相同，测试结果更加精确。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1为本实用新型优选实施例中水下缆弯曲刚度测试装置的结构示意图；

图2为图1所示水下缆弯曲刚度测试装置中拉力支架的结构示意图。

说明书附图标记说明：1、底座；2、管缆锚架；3、拉力支架；4、第一管缆压力架；5、第二管缆压力架；6、拉力源；7、管缆挡板；8、压力架挡板；9、第一位移传感器；10、第二位移传感器；11、导向滑轨；12、拉力传感器；13、旋转吊钩；14、管缆定位架；15、管夹；16、加强筋；17、待测试件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

参照图1和2所示，本实用新型的一种管缆弯曲刚度测试装置，包括底座1；

管缆锚架2，管缆锚架2设置在底座1上，用于固定待测试件17；

拉力支架3，拉力支架3的一侧连接有第一管缆压力架4，另一侧连接第二管缆压力架5；

第一管缆压力架4，第一管缆压力架4可滑动地连接在底座1上；

第二管缆压力架5，第二管缆压力架5可滑动地连接在底座1上；

多个位移传感器，多个位移传感器均和底座1相连接，多个位移传感器沿待测试件17的轴向依次布置；

拉力源6，拉力源6与拉力支架3连接，以驱动拉力支架3移动。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：使用该装置时，首先将待测试件17放置在管缆锚架2上并固定，然后拉力源6提供拉力，拉动拉力支架3，拉力支架3的拉力作用在第一管缆压力架4和第二管缆压力架5上，拉力支架3同时为第一管缆压力架4和第二管缆压力架5提供拉力，第一管缆压力架4和第二管缆压力架5使待测试件17弯曲，多个移传感器测量位移，这样可以测试待测试件17的弯曲刚度值，该装置通过将位移传感器设置在底座1上，通过拉力支架3同时为第一管缆压力架4和第二管缆压力架5提供拉力，测试时无需提前测量找点，位移点和拉力点均已经提前确定，使测试过程简单，且拉力支架3同时带动第一管缆压力架4和第二管缆压力架5运动对待测试件17提供拉力，使两个拉力点的拉力相同，测试结果更加精确。

其中，优选的，底座1上设置两个管缆锚架2，两个管缆锚架2分别与第一管缆压力架4和第二管缆压力架5对应；两个管缆锚架2上均设置管缆挡板7，第一管缆压力架4和第二管缆压力架5上均设置压力架挡板8，待测试件17安装在管缆挡板7和压力架挡板8之间。

通过设置锚架挡板和压力架挡板8并将待测试件17安装在管缆挡板7和压力架挡板8之间，使用该装置时，推动压力架挡板8使管缆挡板7和压力架挡板8之间留出待测试件17的放置空间，拉力源6提供拉力后，管缆挡板7和压力架挡板8将待测试件17压紧，待测试件17自动固定，使用方便，且通过调节管缆挡板7和压力架挡板8之间的距离可以适应不同尺寸的待测试件17，更具实用性。

其中，优选的，位移传感器包括

第一位移传感器9，第一位移传感器9设置在第一管缆压力架4和第二管缆压力架5对称轴上；

两个第二位移传感器10，两个第二位移传感器10对称设置在第一位移传感器9两侧。

通过设置第一位移传感器9和两位移传感器可以分别测出三个位移点的位移。

其中，优选的，第一管缆压力架4和第二管缆压力架5均可滑移地连接在导向滑轨11上，导向滑轨11连接在底座1上。

通过设置导向滑轨11，可以使管缆压力架运动方向准确，保证第一管缆压力架4和第二管缆压力架5对待测试件17的作用力一致，同时降低摩擦力的影响，保证测试精度，导向滑轨11为重型直线导轨，水下缆等待测试件17的质量一般比较大，导向滑轨11为重型直线导轨可以承受的压力更大

其中，优选的，第一管缆压力架4和第二管缆压力架5均通过拉力传感器12与拉力支架3连接。

第一管缆压力架4和第二管缆压力架5通过拉力传感器12与拉力支架3连接，可以通过拉力传感器12实时的知道待测试件17受到的拉力大小。

其中，优选的，拉力支架3上设置旋转吊钩13，拉力源6与拉力支架3通过旋转吊钩13转动连接。

旋转吊钩13能实现水平360度旋转，使拉力源6的拉力更加稳定。

其中，优选的，拉力源6为电动葫芦。

电动葫芦拉力稳定，成本低，提高装置的稳定性。

其中，优选的，所述第一管缆压力架4和第二管缆压力架5对称轴上滑动设置管缆定位架14，所述管缆定位架14上设置定位槽，所述第一位移传感器9一端连接管夹15，所述管夹15通过所述定位槽定位并与所述待测试件17连接。

管夹15通过设置管缆定位架14定位并与待测试件17连接，当位移传感器是拉线式传感器时，第一位移传感器9可以根据管夹15的位移量测量待测试件17的位移，使测量精度更高，与第一位移传感器9连接的管夹15两侧也可以设置分别与两个二位移传感器10对应的管夹15并与待测试件17连接，保证第二位移传感器的测试精度。

其中，优选的，拉力支架3设置成等腰三角型。

将拉力支架3设置成等腰三角型，利用三角型的稳定性，使拉力更加稳定且作用在两个管缆压力架的拉力一致。

其中，优选的，拉力支架3上设置加强筋16。

通过设置加强筋16可以使拉力支架3的强度更高，使用寿命更长。

综上，测试时，首先将压力架挡板8滑动到预定位置，管缆锚架2和压力架挡板8之间留出待测试件17的放置空间，再用吊装工具将待测试件17放置在管缆锚架2上，然后将管夹15与待测试件17连接，电动葫芦对拉力支架3提供拉力，拉力支架3通过拉力传感器12与第一管缆压力架4和第二管缆压力架5相连，第一管缆压力架4和第二管缆压力架5跟随拉力支架3向电动葫芦方向移动，挤压待测试件17发生形变，同时拉力传感器12、第一位移传感器9和第二位移传感器10将实施测量的数据传输到电脑上，通过电脑计算出待测试件17的弯曲刚度，该装置测试过程无需前期测量找点，测试过程简单。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种管缆弯曲刚度测试装置，其特征在于：包括

底座；

管缆锚架，所述管缆锚架设置在所述底座上，用于固定待测试件；

拉力支架，所述拉力支架的一侧连接有第一管缆压力架，另一侧连接第二管缆压力架；

第一管缆压力架，所述第一管缆压力架可滑动地连接在所述底座上；

第二管缆压力架，所述第二管缆压力架可滑动地连接在所述底座上；

多个位移传感器，多个所述位移传感器均和所述底座相连接，多个所述位移传感器沿待测试件的轴向依次布置；

拉力源，所述拉力源与所述拉力支架连接，以驱动所述拉力支架移动。

2.根据权利要求1所述的一种管缆弯曲刚度测试装置，其特征在于：所述底座上设置两个管缆锚架，两个所述管缆锚架分别与所述第一管缆压力架和所述第二管缆压力架对应；两个所述管缆锚架上均设置管缆挡板，所述第一管缆压力架和所述第二管缆压力架上均设置压力架挡板，所述待测试件安装在所述管缆挡板和所述压力架挡板之间。

3.根据权利要求1所述的一种管缆弯曲刚度测试装置，其特征在于：所述位移传感器包括

第一位移传感器，所述第一位移传感器设置在所述第一管缆压力架和第二管缆压力架对称轴上；

两个第二位移传感器，两个所述第二位移传感器对称设置在所述第一位移传感器两侧。

4.根据权利要求1所述的一种管缆弯曲刚度测试装置，其特征在于：所述第一管缆压力架和第二管缆压力架均可滑移地连接在导向滑轨上，所述导向滑轨连接在所述底座上。

5.根据权利要求1所述的一种管缆弯曲刚度测试装置，其特征在于：所述第一管缆压力架和所述第二管缆压力架均通过拉力传感器与所述拉力支架连接。

6.根据权利要求1所述的一种管缆弯曲刚度测试装置，其特征在于：所述拉力支架上设置旋转吊钩，所述拉力源与所述拉力支架通过所述旋转吊钩转动连接。

7.根据权利要求1所述的一种管缆弯曲刚度测试装置，其特征在于：所述拉力源为电动葫芦。

8.根据权利要求3所述的一种管缆弯曲刚度测试装置，其特征在于：所述第一管缆压力架和第二管缆压力架对称轴上滑动设置管缆定位架，所述管缆定位架上设置定位槽，所述第一位移传感器一端连接管夹，所述管夹通过所述定位槽定位并与所述待测试件连接。

9.根据权利要求1所述的一种管缆弯曲刚度测试装置，其特征在于：所述拉力支架设置成等腰三角型。

10.根据权利要求1所述的一种管缆弯曲刚度测试装置，其特征在于：所述拉力支架上设置加强筋。

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