一種扭轉(zhuǎn)剛度測試裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型屬于海纜、臍帶纜以及海底柔性管道的檢測技術(shù)，尤其是涉及一種海纜，臍帶纜，海洋柔性管道的扭轉(zhuǎn)剛度測試裝置。包括固定水平臺一、固定水平臺二、水平支撐、轉(zhuǎn)動電機(jī)、扭矩傳感器、旋轉(zhuǎn)夾具、移動夾具和導(dǎo)軌，旋轉(zhuǎn)電機(jī)和旋轉(zhuǎn)夾具固定安裝在水平臺上，轉(zhuǎn)動電機(jī)通過扭矩傳感器與旋轉(zhuǎn)夾具相連接，旋轉(zhuǎn)夾具上有測試角度傳感器，樣品的一端安裝在旋轉(zhuǎn)夾具上，旋轉(zhuǎn)夾具的作用下可以自由旋轉(zhuǎn)但不可前后移動，樣品的另一端固定在移動夾具上，移動夾具通過導(dǎo)軌與水平臺相連接，樣品在移動夾具內(nèi)不可轉(zhuǎn)動，但可隨移動夾具前后移動，為了防止樣品由于自重發(fā)生下垂，在樣品的中點處安裝有可調(diào)節(jié)高度的水平支撐，測試時保證樣品為直線狀。
【專利說明】一種扭轉(zhuǎn)剛度測試裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于海纜、臍帶纜以及海底柔性管道的檢測技術(shù)，尤其是涉及的是一種海纜，臍帶纜，海洋柔性管道的扭轉(zhuǎn)剛度測試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]海纜、臍帶纜、以及海底柔性管道用于水下生產(chǎn)系統(tǒng)之間或水下生產(chǎn)系統(tǒng)與水上浮體之間的連接，為油田開發(fā)提供電能、傳輸信號以及所需液壓和化學(xué)藥劑，是海洋油氣開發(fā)水下生產(chǎn)系統(tǒng)的重要裝備。在安裝和在位運行過程中，海纜、臍帶纜以及海底柔性管道等在波浪海流等環(huán)境載荷的作用下會受到拉伸以及扭轉(zhuǎn)載荷的作用。海纜、臍帶纜以及海底柔性管道各構(gòu)件之間大多采用非粘結(jié)螺旋纏繞結(jié)構(gòu)，因此其各個運動之間存在耦合，即拉伸作用常常伴隨著扭轉(zhuǎn)發(fā)生，而扭轉(zhuǎn)運動又伴隨著海纜的伸長。由于其結(jié)構(gòu)分析的復(fù)雜性，使得扭轉(zhuǎn)剛度作為評價評價海纜、臍帶纜以及海底柔性管道的重要指標(biāo)目前還缺乏清晰的認(rèn)識。雖然國內(nèi)外已經(jīng)有許多測試常規(guī)材料的扭轉(zhuǎn)剛度的標(biāo)準(zhǔn)和方法，但是對于海纜、臍帶纜以及海底柔性管道等復(fù)雜系統(tǒng)，還缺乏統(tǒng)一的扭轉(zhuǎn)剛度測試標(biāo)準(zhǔn)，試驗裝置和方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型目的是針對目前測試海纜，臍帶纜以及海底柔性管道扭轉(zhuǎn)剛度測試方面的不足之處，提供一種扭轉(zhuǎn)剛度測試裝置，是一種直觀的，測試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確以及使用簡便的海纜，臍帶纜以及海底柔性管道扭轉(zhuǎn)剛度的測試裝置。
[0004]一種扭轉(zhuǎn)剛度測 試裝置是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0005]一種扭轉(zhuǎn)剛度測試裝置包括固定水平臺一、固定水平臺二、水平支撐、旋轉(zhuǎn)電機(jī)、扭矩傳感器、旋轉(zhuǎn)夾具、移動夾具和導(dǎo)軌，旋轉(zhuǎn)電機(jī)和旋轉(zhuǎn)夾具固定安裝在水平臺一上，旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過扭矩傳感器與旋轉(zhuǎn)夾具相連接，旋轉(zhuǎn)夾具上有測試角度傳感器，樣品的一端安裝在旋轉(zhuǎn)夾具上，旋轉(zhuǎn)夾具可以自由旋轉(zhuǎn)但不可前后移動。樣品的另一端固定在移動夾具上，移動夾具通過導(dǎo)軌與水平臺二相連接，樣品在移動夾具內(nèi)不可轉(zhuǎn)動，但可隨移動夾具前后移動。為了防止樣品由于自重發(fā)生下垂，在樣品的中點處安裝有可調(diào)節(jié)高度的水平支撐，水平支撐與樣品之間保持光滑接觸，測試時保證樣品為直線狀。
[0006]所述的扭矩傳感器和角度傳感器均與計算機(jī)相連，測試過程實時記錄扭矩和轉(zhuǎn)角數(shù)值。
[0007]所述的移動夾具在安裝樣品時可以移動，測試過程中移動夾具是與導(dǎo)軌相固定。
[0008]本實用新型的具體測試方法如下:
[0009]將樣品安裝在旋轉(zhuǎn)夾具和移動夾具上，調(diào)節(jié)水平支撐的高度，使樣品保持為直線。樣品在旋轉(zhuǎn)夾具內(nèi)可以自由旋轉(zhuǎn)但不可前后移動，樣品在移動夾具內(nèi)可以隨移動夾具前后移動但不可自由旋轉(zhuǎn)，測試時將移動夾具在導(dǎo)軌上固定。測試樣品的初始長度L，然后開動旋轉(zhuǎn)電機(jī)，使測試樣品隨電機(jī)轉(zhuǎn)動，在計算機(jī)上記錄扭轉(zhuǎn)傳感器的扭矩M和旋轉(zhuǎn)夾具的旋轉(zhuǎn)角度Θ，則可得測試樣品的扭轉(zhuǎn)剛度為GI=M/(0/L)，或通過擬合Ι1Θ/L曲線得到樣品的扭轉(zhuǎn)剛度。
[0010]本實用新型一種扭轉(zhuǎn)剛度測試裝置的有益效果是:
[0011]本實用新型一種扭轉(zhuǎn)剛度測試裝置設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)簡便，操作便利，能夠得到很精確的扭轉(zhuǎn)剛度數(shù)值，并能廣泛適用于柔性系統(tǒng)的測試，特別適用于海纜，臍帶纜，海洋柔性管道的扭轉(zhuǎn)剛度測試。
[0012]通過測試樣品受到的扭矩和旋轉(zhuǎn)角度，通過計算機(jī)記錄瞬時試驗曲線，可以很方便的得到樣品的扭轉(zhuǎn)剛度值，設(shè)備簡便，操作方便，并且測量精確，能夠有效地進(jìn)行扭轉(zhuǎn)剛度的測試，并可推廣到類似結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度的測量上去。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]以下將結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明:
[0014]圖1本實用新型扭轉(zhuǎn)剛度測試裝置的示意圖。
[0015]圖2本實用新型扭轉(zhuǎn)剛度測試裝置測試得到的扭矩與單位長度扭轉(zhuǎn)角試驗曲線。
[0016]圖1中序號名稱:旋轉(zhuǎn)電機(jī)1，扭矩傳感器2,旋轉(zhuǎn)夾具3,樣品4,移動夾具5,導(dǎo)軌6，水平臺一 7，水平支撐8，水平臺二 9。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖，通過實施例對本實用新型進(jìn)行具體描述。
[0018]如圖1所示，一種扭轉(zhuǎn)剛度測試裝置包括固定水平臺一 7、固定水平臺二 9、一個水平支撐8、旋轉(zhuǎn)電機(jī)1、扭矩傳感器2、旋轉(zhuǎn)夾具3、移動夾具5和導(dǎo)軌6，旋轉(zhuǎn)電機(jī)I和旋轉(zhuǎn)夾具3固定在水平臺一 7上，旋轉(zhuǎn)電機(jī)I和旋轉(zhuǎn)夾具3之間安裝有扭矩傳感器2，旋轉(zhuǎn)夾具3內(nèi)有測試旋轉(zhuǎn)角度的角度傳感器，旋轉(zhuǎn)夾具3內(nèi)固定樣品4的一端，樣品4在旋轉(zhuǎn)夾具3內(nèi)只能自由旋轉(zhuǎn)不能直線移動。扭轉(zhuǎn)傳感器2和角度傳感器均與計算機(jī)相連接，在測試過程中實時記錄扭矩M和轉(zhuǎn)角Θ。樣品4的另一端固定在移動夾具5內(nèi)，移動夾具5通過導(dǎo)軌6與固定水平臺二 9相連接，當(dāng)移動夾具5未與導(dǎo)軌6相固定時，樣品可隨移動夾具直線移動但不能自由旋轉(zhuǎn)。在樣品安裝過程中，可以調(diào)節(jié)移動夾具5的位置使樣品保持水平，當(dāng)樣品安裝后，將移動夾具5與導(dǎo)軌6固定，防止樣品在測試過程中伸長。在樣品4的中間位置安裝有水平支撐8，水平支撐8高度可調(diào)，保持樣品在測試時為一條直線。
[0019]所述的扭矩傳感器2和角度傳感器均與計算機(jī)相連，測試過程實時記錄扭矩和轉(zhuǎn)角數(shù)值。
[0020]所述的扭矩傳感器2、角度傳感器、計算機(jī)均為市售的常規(guī)儀器，并且隨測試樣品的不同選擇合適的量程。
[0021]所述的移動夾具5在安裝樣品時可以移動，測試過程中移動夾具5是與導(dǎo)軌6相固定。
[0022]本實用新型的具體測試方法如下:
[0023]將樣品4安裝在旋轉(zhuǎn)夾具3和移動夾具5上，調(diào)節(jié)水平支撐8的高度，使樣品4保持為直線。樣品4在旋轉(zhuǎn)夾具3內(nèi)可以自由旋轉(zhuǎn)但不可前后移動，樣品4在移動夾具5內(nèi)可以隨移動夾具前后移動但不可自由旋轉(zhuǎn)，測試時將移動夾具5在導(dǎo)軌6上固定。測試樣品的初始長度L，然后開動旋轉(zhuǎn)電機(jī)1，使測試樣品隨電機(jī)轉(zhuǎn)動，在計算機(jī)上記錄扭轉(zhuǎn)傳感器2的扭矩M和旋轉(zhuǎn)夾具3的旋轉(zhuǎn)角度Θ，則可得測試樣品的扭轉(zhuǎn)剛度為GI=M/(0/L)，或通過擬合Θ /L曲線得到樣品的扭轉(zhuǎn)剛度。
[0024]在測試時，首先記錄樣品的測試長度L，然后開動旋轉(zhuǎn)電機(jī)，使電機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)夾具3內(nèi)的樣品旋轉(zhuǎn)，而移動夾具內(nèi)的樣品保持固定，通過電腦記錄測試樣品受到的扭矩M和旋轉(zhuǎn)角度Θ，如圖2所示，則可得測試樣品的扭轉(zhuǎn)剛度為GI=M/ ( Θ /L)，或通過擬合Θ /L曲線得到樣品的扭轉(zhuǎn)剛度。
【權(quán)利要求】
1.一種扭轉(zhuǎn)剛度測試裝置，其特征在于:包括固定水平臺一、固定水平臺二、水平支撐、旋轉(zhuǎn)電機(jī)、扭矩傳感器、旋轉(zhuǎn)夾具、移動夾具和導(dǎo)軌，旋轉(zhuǎn)電機(jī)和旋轉(zhuǎn)夾具固定安裝在水平臺一上，旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過扭矩傳感器與旋轉(zhuǎn)夾具相連接，旋轉(zhuǎn)夾具上有測試角度傳感器，樣品的一端安裝在旋轉(zhuǎn)夾具上，旋轉(zhuǎn)夾具的作用下可以自由旋轉(zhuǎn)但不可前后移動，樣品的另一端固定在移動夾具上，移動夾具通過導(dǎo)軌與水平臺二相連接，樣品在移動夾具內(nèi)不可轉(zhuǎn)動，但可隨移動夾具前后移動，為了防止樣品由于自重發(fā)生下垂，在樣品的中點處安裝有可調(diào)節(jié)高度的水平支撐，水平支撐與樣品之間保持光滑接觸，測試時保證樣品為直線狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種扭轉(zhuǎn)剛度測試裝置，其特征在于:移動夾具在安裝樣品時可以移動，測試過程中移動夾具是與導(dǎo)軌相固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種扭轉(zhuǎn)剛度測試裝置，其特征在于:所述的扭矩傳感器和角度傳感器均與計算機(jī)相連接，測試過程實時記錄扭矩和轉(zhuǎn)角數(shù)值。
【文檔編號】G01N3/26GK203688370SQ201320845000
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】郭朝陽, 張建民, 謝書鴻, 蔡炳余, 薛建林 申請人:中天科技海纜有限公司