大長(zhǎng)徑比結(jié)構(gòu)物渦激振動(dòng)行波的測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大長(zhǎng)徑比結(jié)構(gòu)物渦激振動(dòng)行波的測(cè)試系統(tǒng)，屬于海洋工程【技術(shù)領(lǐng)域】的實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)。包括拖車、實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?、模型約束裝置、張力裝置、測(cè)量裝置；模型左端通過彈簧連接到車廂側(cè)板上，模型右端通過萬向節(jié)經(jīng)過三個(gè)定滑輪連到安裝板的彈簧上；安裝板上的彈簧提供模型的初始張力；光柵應(yīng)變傳感器、張力計(jì)、加速度傳感器分散布置于實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?、張力裝置、以及安裝板之中。本發(fā)明的模型約束方式有利于結(jié)構(gòu)物模型在拖車拖動(dòng)下產(chǎn)生渦激振動(dòng)行波，同時(shí)本發(fā)明的張力系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)模型端部張力的任意控制，從而研究模型在不同張力下的行波傳播情況。
【專利說明】大長(zhǎng)徑比結(jié)構(gòu)物渦激振動(dòng)行波的測(cè)試系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種海洋工程【技術(shù)領(lǐng)域】的實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)，具體地說，涉及的是一種測(cè)試大長(zhǎng)徑比結(jié)構(gòu)物渦激振動(dòng)行波特性的測(cè)試系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，由于世界各國(guó)對(duì)油氣資源的大量需求，離岸的油氣開發(fā)已經(jīng)逐漸從近海邁向深海區(qū)域。在深海區(qū)域內(nèi)服役的海洋結(jié)構(gòu)物如海洋立管和輸油管面臨較為突出的渦激振動(dòng)問題，這些結(jié)構(gòu)物的長(zhǎng)度與直徑比達(dá)到102到103量級(jí)，屬于大長(zhǎng)徑比結(jié)構(gòu)物。同樣地，水中懸浮隧道的重要組成部分錨索也是面臨渦激振動(dòng)問題的一類大長(zhǎng)徑比結(jié)構(gòu)物。渦激振動(dòng)是由漩渦脫落誘發(fā)的流體力激發(fā)的結(jié)構(gòu)物振動(dòng)，是上述大長(zhǎng)徑比結(jié)構(gòu)物結(jié)構(gòu)物發(fā)生疲勞破壞的主要誘因之一，研究此類結(jié)構(gòu)物的渦激振動(dòng)，對(duì)其安全性顯得尤為重要。
[0003]與小長(zhǎng)徑比結(jié)構(gòu)物相比，大長(zhǎng)徑比結(jié)構(gòu)物的渦激振動(dòng)有著鮮明的不同，其中行波振動(dòng)是其最顯著特征之一。研究行波振動(dòng)有著重要的意義，首先，由于判斷行波是否出現(xiàn)是大長(zhǎng)徑比結(jié)構(gòu)物疲勞壽命預(yù)測(cè)的前提。以往絕大多數(shù)渦激振動(dòng)預(yù)測(cè)模型都是基于結(jié)構(gòu)物僅發(fā)生駐波振動(dòng)這一假設(shè)，當(dāng)發(fā)生行波振動(dòng)時(shí)，這些預(yù)測(cè)模型無法預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)物的疲勞壽命。其次，結(jié)構(gòu)物發(fā)生行波振動(dòng)時(shí)，其動(dòng)力學(xué)特征明顯不同于駐波，而且這些特征對(duì)于結(jié)構(gòu)物安全性的影響不同于駐波。
[0004]目前，模型試驗(yàn)是研究大長(zhǎng)徑比結(jié)構(gòu)物渦激振動(dòng)行波特征最可靠和最主要的研究手段之一。通過模型試驗(yàn)，可以較為全面地觀察到渦激振動(dòng)行波現(xiàn)象及其特征，獲得較為可靠的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。同時(shí)試驗(yàn)可用來檢驗(yàn)理論分析和數(shù)值模擬的精度。
[0005]振動(dòng)波包括行波和駐波，根據(jù)已有的一些結(jié)論，響應(yīng)是由行波和駐波迭加而成，行波傳播到模型邊界處發(fā)生反射，反射波和入射波在模型邊界處迭加成駐波，而且隨著駐波逐漸靠近模型頂端，駐波的幅值逐漸增加。麻省理工學(xué)院Vandiver教授等指出，可使用波動(dòng)參數(shù)來預(yù)測(cè)響應(yīng)的波動(dòng)類型，其中是水動(dòng)力學(xué)阻尼，是模態(tài)階數(shù)。他們建議，如果這個(gè)參數(shù)小于0.2，響應(yīng)就呈清晰的駐波，如果參數(shù)大于2，行波就成了典型的特征，當(dāng)參數(shù)值在
0.2到2時(shí)，響應(yīng)就是行波和駐波的迭加。根據(jù)此結(jié)論，渦激振動(dòng)實(shí)驗(yàn)中，行波往往發(fā)生在結(jié)構(gòu)物的高階模態(tài)中，結(jié)構(gòu)物模型的長(zhǎng)徑比，即長(zhǎng)度和直徑之比很大，需要較為復(fù)雜和昂貴的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，這就使得實(shí)施這一類型的實(shí)驗(yàn)顯得較為困難。這些實(shí)驗(yàn)中，一般將應(yīng)變響應(yīng)作為響應(yīng)的首要來源，部分原因是由于應(yīng)變響應(yīng)直接和結(jié)構(gòu)物疲勞相關(guān)。加速度和位移響應(yīng)一般作為輔助的測(cè)量。測(cè)量設(shè)備需要高測(cè)量采樣率以及良好的時(shí)間同步。另外傳感器的空間分布也需要仔細(xì)考慮。
[0006]渦激振動(dòng)行波實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ脱b置的設(shè)計(jì)目標(biāo)是，測(cè)得的振動(dòng)響應(yīng)能夠展現(xiàn)模型行波傳播的重要特性。為了使模型發(fā)生行波振動(dòng)，需要仔細(xì)選擇模型材料、模型結(jié)構(gòu)、模型頂端張力、模型端部約束，此外模型周圍的流場(chǎng)也需要仔細(xì)考慮。
[0007]目前，國(guó)內(nèi)外不同機(jī)構(gòu)開展了一系列渦激振動(dòng)實(shí)驗(yàn)，但觀察到行波振動(dòng)的實(shí)驗(yàn)并不多。由于行波振動(dòng)需要實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷拈L(zhǎng)徑比較大，故此類實(shí)驗(yàn)一般是在大尺度水池或是實(shí)際海洋中進(jìn)行，這些實(shí)驗(yàn)中長(zhǎng)徑比可作為關(guān)鍵參數(shù)來考量。比如:麻省理工學(xué)院Vandiver教授課題組在墨西哥灣中進(jìn)行了大長(zhǎng)徑比結(jié)構(gòu)物渦激振動(dòng)的外場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中觀察到了行波振動(dòng)，模型長(zhǎng)徑比超過了 3000，模型一端采用萬向節(jié)連接，并用張力計(jì)和傾角計(jì)測(cè)量張力和傾斜角度，模型另一端連接有重物來施加張力。Trim等在執(zhí)行NDP項(xiàng)目的過程中，實(shí)施了一系列大長(zhǎng)徑比結(jié)構(gòu)物渦激振動(dòng)，實(shí)驗(yàn)過程中觀察到了行波振動(dòng)，模型長(zhǎng)度為38m，直徑為
0.027m，兩端采用萬向節(jié)連接。經(jīng)分析，以上代表性的實(shí)驗(yàn)工作并不是為了系統(tǒng)地觀察行波現(xiàn)象，模型端部的約束方式、張力控制方式以及傳感器布置沒有考慮到觀察行波現(xiàn)象的需求，例如，沒有采用完全彈簧連接的約束方式，模型張力也不能任意調(diào)節(jié)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供了一種系統(tǒng)觀察渦激振動(dòng)行波現(xiàn)象并研究行波振動(dòng)特性的測(cè)試系統(tǒng)。
[0009]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
本發(fā)明提供了一種大長(zhǎng)徑比結(jié)構(gòu)物渦激振動(dòng)行波的測(cè)試系統(tǒng)，包括拖車、實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?、模型約束裝置、張力裝置、測(cè)量裝置；實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ屯ㄟ^模型約束裝置連接到拖車側(cè)板上，拖車側(cè)板上設(shè)有安裝軸；模型約束裝置包括彈簧一、萬向節(jié)，實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵欢伺c彈簧一連接，另一端與萬向節(jié)連接，萬向節(jié)上設(shè)有滾珠軸承，滾珠軸承通過滾珠軸承夾具固定在拖車側(cè)板的安裝軸上；張力裝置包括鋼絲繩、定滑輪、張力計(jì)、彈簧二、彈簧二固定板，萬向節(jié)與鋼絲繩連接，鋼絲繩依次穿過拖車側(cè)板、繞過三個(gè)定滑輪與另一端的彈簧二連接，鋼絲繩上設(shè)有張力計(jì)；彈簧二固定板設(shè)置在安裝板上，安裝板上設(shè)有加速度傳感器固定板；測(cè)量裝置包括光柵應(yīng)變傳感器、加速度傳感器、數(shù)據(jù)線、信號(hào)放大器、計(jì)算機(jī)，光柵應(yīng)變傳感器設(shè)置在實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜕?，加速度傳感器固定在加速度傳感器固定板上，光柵?yīng)變傳感器和加速度傳感器將實(shí)測(cè)到的應(yīng)變和加速度信號(hào)通過數(shù)據(jù)線、信號(hào)放大器傳輸?shù)接?jì)算機(jī)內(nèi)，張力計(jì)與計(jì)算機(jī)連接，將測(cè)得的力信號(hào)傳遞給計(jì)算機(jī)，然后由計(jì)算機(jī)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行處理。
[0010]進(jìn)一步地，所述實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜑橹睆?mm、長(zhǎng)度3.31m的鋁管，模型的長(zhǎng)徑比為551，鋁管壁厚為1_，模型兩端設(shè)有連接孔，模型通過連接孔連接到模型兩端的約束裝置上。
[0011]進(jìn)一步地，所述安裝板為長(zhǎng)方形鋼板。
[0012]進(jìn)一步地，所述實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜕喜贾脙闪泄鈻艖?yīng)變傳感器，兩列光柵應(yīng)變傳感器沿模型圓周方向間隔90度設(shè)置在模型表面，沿模型軸向貼置于模型上。光柵應(yīng)變傳感器在模型上的位置由光柵應(yīng)變傳感器位置畫線工具確定，位置畫線工具由模型固定滑塊和劃線滑塊組成，固定滑塊為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，中心設(shè)有通孔一；劃線滑塊為正方體結(jié)構(gòu)，且在中心設(shè)有通孔二，沿通孔二向外設(shè)有兩個(gè)垂直的鉛筆孔，鉛筆插入鉛筆孔中，鉛筆尖與實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ徒佑|。本發(fā)明中，兩個(gè)固定滑塊設(shè)置在模型兩端，當(dāng)劃線滑塊沿著實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ突瑒?dòng)時(shí)，兩只鉛筆會(huì)沿模型周向間隔90度畫兩條直線，兩排光柵應(yīng)變傳感器分別貼于這兩條直線上。
[0013]進(jìn)一步地，所述滾珠軸承的滾珠設(shè)置在滾珠槽內(nèi)，滾珠可在滾珠槽內(nèi)滑動(dòng)，滾珠槽位于滾珠軸承內(nèi)壁。滾珠軸承為一端加工有卡位臺(tái)階的圓筒，圓筒內(nèi)壁的卡位臺(tái)階是為了防止?jié)L珠滑出滾珠槽，圓筒外壁的卡位臺(tái)階是為了固定滾珠軸承夾具，本發(fā)明中，滾珠可有效減小萬向節(jié)和滾珠軸承內(nèi)壁之間的摩擦。
[0014]實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜋M置于拖曳水池中進(jìn)行渦激振動(dòng)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ妥蠖送ㄟ^彈簧一連接到拖車側(cè)板上，拖車在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下在水池軌道上行進(jìn)，拖車側(cè)板被焊接到拖車上；實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ陀叶送ㄟ^萬向節(jié)經(jīng)過三個(gè)定滑輪連到彈簧二上；安裝板上的彈簧二提供模型的初始張力。
[0015]本發(fā)明自主設(shè)計(jì)了滾珠軸承，同時(shí)設(shè)置滾珠軸承夾具用于固定滾珠軸承的徑向運(yùn)動(dòng)。在實(shí)驗(yàn)過程中減小摩擦。
[0016]本發(fā)明的有益效果:
1、由于本發(fā)明設(shè)置了一端彈簧連接，一端通過萬向節(jié)連接到彈簧的約束，相對(duì)以往模型試驗(yàn)兩端均采用萬向節(jié)連接的約束方式，本發(fā)明在模型端部能量衰減小，更容易形成行波；
2、由于本發(fā)明包括萬向節(jié)、滾珠軸承、滾珠軸承夾具、鋼絲繩、三個(gè)定滑輪、張力計(jì)、彈簧、彈簧固定裝置；滾珠軸承能減少摩擦，通過張力計(jì)測(cè)量張力，滾珠軸承和張力計(jì)的采用能實(shí)現(xiàn)模型張力的精確控制，模型端部張力是實(shí)驗(yàn)中重要的控制參數(shù)；
3、本發(fā)明采用的滾珠軸承為自主設(shè)計(jì)，滾珠放在軸承槽內(nèi)，滾珠軸承不僅能固定萬向節(jié)的周向運(yùn)動(dòng)，而且減小萬向節(jié)軸向運(yùn)動(dòng)帶來的摩擦，滾珠能有效減小摩擦；
4、由于本發(fā)明采用了傳感器位置劃線工具，光柵應(yīng)變傳感器能精確地貼放在模型的相應(yīng)位置。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為萬向節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3為滾珠軸承的剖視圖及其A-A向視圖。
[0020]圖4為滾珠軸承夾具的主視圖及俯視圖。
[0021]圖5為光柵應(yīng)變傳感器貼放示意圖。
[0022]圖6為固定滑塊的剖視圖及右視圖。
[0023]圖7為劃線滑塊的剖視圖及右視圖。
[0024]圖中I為拖車側(cè)板，2為彈簧一，3為實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停?為萬向節(jié)，5為滑輪，6為張力計(jì)，7為加速度傳感器安裝板，8為安裝板，9為彈簧二固定裝置，10為彈簧二，11為加速度傳感器，12為鋼絲繩，13為滾珠槽，14為滾珠軸承安裝孔，15為光柵應(yīng)變傳感器，16為固定滑塊，17為劃線滑塊。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面通過實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明，但不局限于以下實(shí)施例。
[0026]實(shí)施例:
圖1示出了本發(fā)明測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，該測(cè)試系統(tǒng)包括拖車，實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?、模型約束裝置、張力裝置、測(cè)量裝置；實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?橫置于拖曳水池中進(jìn)行渦激振動(dòng)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?左端通過彈簧一 2連接到拖車側(cè)板I上，拖車在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下在水池軌道上行進(jìn)，拖車側(cè)板I被焊接到拖車上。為了顯示方便，圖1僅畫出拖車側(cè)板I位于軌道下方的一部分。實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?右端通過萬向節(jié)4經(jīng)過三個(gè)定滑輪5連到彈簧二 10上。安裝板上的彈簧二 10提供模型的初始張力。
[0027]實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?為直徑6mm、長(zhǎng)度3.31m的鋁管，鋁管壁厚1mm，模型兩端加工有連接孔，模型通過連接孔連接到模型端部的約束上，模型的長(zhǎng)徑比為551。
[0028]如圖2-4所示，模型約束裝置包括彈簧一 2、彈簧二 10、萬向節(jié)4、滾珠軸承和滾珠軸承夾具。本實(shí)施例中，模型左端通過彈簧一 2連接到模型側(cè)板I上，模型右端連接有萬向節(jié)4，模型和萬向節(jié)之間采用螺紋連接。圖2為萬向節(jié)，萬向節(jié)通過左端的螺紋孔連接到模型右端，萬向節(jié)右端的孔可系鋼絲繩。圖3為滾珠軸承，滾珠軸承套在為萬向節(jié)4上，如圖3所示，滾珠設(shè)置在滾珠槽13內(nèi)，滾珠可在滾珠槽13內(nèi)滑動(dòng)，滾珠槽13位于滾珠軸承內(nèi)壁；滾珠軸承為一端加工有卡位臺(tái)階的圓筒，圓筒內(nèi)壁的卡位臺(tái)階防止?jié)L珠滑出滾珠槽，圓筒外壁的卡位臺(tái)階固定滾珠軸承夾具。自主設(shè)計(jì)的滾珠軸承有以下優(yōu)點(diǎn):1、固定萬向節(jié)的周向運(yùn)動(dòng)；2、減小萬向節(jié)軸向運(yùn)動(dòng)帶來的摩擦，滾珠能有效減小摩擦；圖4為滾珠軸承夾具；滾珠軸承夾具用于固定滾珠軸承的徑向運(yùn)動(dòng)，夾具上設(shè)有滾珠軸承安裝孔14。
[0029]張力裝置包括鋼絲繩12、三個(gè)定滑輪5、張力計(jì)6、彈簧二 10、彈簧二固定裝置9。使用鋼絲繩將萬向節(jié)4通過三個(gè)滑輪5連接到彈簧二 10上，彈簧二 10通過彈簧固定裝置9安裝到安裝板8上。彈簧二 10、鋼絲繩12之間串聯(lián)有張力計(jì)6。張力計(jì)6與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連接，張力計(jì)6將測(cè)得的力信號(hào)傳遞給數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
[0030]所述測(cè)量裝置包括光柵應(yīng)變傳感器15、加速度傳感器11、數(shù)據(jù)線、數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)組成。加速度傳感器安裝板7被螺釘固定到安裝板8上。加速度傳感器安裝板7可貼放加速度傳感器11來檢測(cè)拖車的振動(dòng)噪聲情況。如圖5所示，布置兩列平行于模型軸線的光柵應(yīng)變傳感器15，兩列光柵應(yīng)變傳感器沿模型圓周方向間隔90度設(shè)置在模型表面。
[0031]光柵應(yīng)變傳感器位置畫線工具包括模型固定滑塊16和劃線滑塊17組成，兩滑塊為自主設(shè)計(jì)的非標(biāo)準(zhǔn)件。固定滑塊16如圖6所示，兩個(gè)固定滑塊16在模型兩端固定住。如圖7所示，劃線滑塊17正上方和側(cè)面加工有兩個(gè)圓孔，將鉛筆插入圓孔，并且將鉛筆尖與實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ徒佑|。本實(shí)施例中，當(dāng)劃線滑塊17沿著實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ突瑒?dòng)時(shí)，兩只鉛筆會(huì)沿模型周向間隔90度畫兩條直線。兩排光柵應(yīng)變傳感器15分別貼于這兩條直線上。本實(shí)驗(yàn)中，要測(cè)量模型來流方向和與來流方向成90度的橫向這兩個(gè)方向的應(yīng)變,需要在這兩個(gè)方向布置應(yīng)變傳感器，準(zhǔn)確地將光柵應(yīng)變傳感器15貼于這兩個(gè)方向是測(cè)量的關(guān)鍵，光柵應(yīng)變傳感器位置畫線工具能保證傳感器準(zhǔn)確的貼放。
[0032]下面介紹本發(fā)明用于實(shí)驗(yàn)的實(shí)施過程。拖車在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下在水池軌道上行進(jìn)，可通過拖車操控面板設(shè)置拖車的行進(jìn)速度，從而獲得模型在不同流速下的渦激振動(dòng)行波傳播情況。由于滾珠軸承摩擦力很小，張力計(jì)6受到的張力近似等于模型右端受到的張力。通過調(diào)節(jié)頂部彈簧2的拉伸情況可調(diào)節(jié)模型右端的初始張力，可得到模型在不同張力下的渦激振動(dòng)行波傳播情況。張力計(jì)6可實(shí)時(shí)監(jiān)控模型右端受到的張力，便于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，有助于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析。加速度傳感器11用來檢測(cè)拖車的振動(dòng)噪聲情況。兩列光柵應(yīng)變傳感器15負(fù)責(zé)測(cè)量模型橫向以及順流向的應(yīng)變情況，然后試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析人員對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，從而研究不同張力和不同流速下的行波傳播情況。
[0033]安裝板8用于固定彈簧固定裝置9、加速度傳感器安裝板7以及上方兩個(gè)滑輪5，非常方便上述裝置的固定，此外安裝板可放置常用安裝工具，如鉗子、改錐等。
[0034]最后所應(yīng)說明的是，以上僅用以說明而非本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同交換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改和局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之中。
【權(quán)利要求】
1.大長(zhǎng)徑比結(jié)構(gòu)物渦激振動(dòng)行波的測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:包括拖車、實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?、模型約束裝置、張力裝置、測(cè)量裝置；實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ屯ㄟ^模型約束裝置連接到拖車側(cè)板上，拖車側(cè)板上設(shè)有安裝軸；模型約束裝置包括彈簧一、萬向節(jié)，實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵欢伺c彈簧一連接，另一端與萬向節(jié)連接，萬向節(jié)上設(shè)有滾珠軸承，滾珠軸承通過滾珠軸承夾具固定在拖車側(cè)板的安裝軸上；張力裝置包括鋼絲繩、定滑輪、張力計(jì)、彈簧二、彈簧二固定板，萬向節(jié)與鋼絲繩連接，鋼絲繩依次穿過拖車側(cè)板、繞過三個(gè)定滑輪與另一端的彈簧二連接，鋼絲繩上設(shè)有張力計(jì)；彈簧二固定板設(shè)置在安裝板上，安裝板上設(shè)有加速度傳感器固定板；測(cè)量裝置包括光柵應(yīng)變傳感器、加速度傳感器、數(shù)據(jù)線、信號(hào)放大器、計(jì)算機(jī)，光柵應(yīng)變傳感器設(shè)置在實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜕?，加速度傳感器固定在加速度傳感器固定板上，光柵?yīng)變傳感器和加速度傳感器將實(shí)測(cè)到的應(yīng)變和加速度信號(hào)通過數(shù)據(jù)線、信號(hào)放大器傳輸?shù)接?jì)算機(jī)內(nèi)，張力計(jì)與計(jì)算機(jī)連接，將測(cè)得的力信號(hào)傳遞給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大長(zhǎng)徑比結(jié)構(gòu)物渦激振動(dòng)行波的測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜑橹睆?mm、長(zhǎng)度3.31m的鋁管，模型的長(zhǎng)徑比為551，鋁管壁厚為1mm，模型兩端設(shè)有連接孔，模型通過連接孔連接到模型兩端的約束裝置上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大長(zhǎng)徑比結(jié)構(gòu)物渦激振動(dòng)行波的測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述安裝板為長(zhǎng)方形鋼板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大長(zhǎng)徑比結(jié)構(gòu)物渦激振動(dòng)行波的測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜕喜贾脙闪泄鈻艖?yīng)變傳感器，光柵應(yīng)變傳感器沿模型圓周方向間隔90度設(shè)置在模型表面，沿模型軸向貼置于模型上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大長(zhǎng)徑比結(jié)構(gòu)物渦激振動(dòng)行波的測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述光柵應(yīng)變傳感器在模型上位置由光柵應(yīng)變傳感器位置畫線工具確定，位置畫線工具由模型固定滑塊和劃線滑塊組成，兩個(gè)固定滑塊設(shè)置在模型兩端，固定滑塊為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，中心設(shè)有通孔一；劃線滑塊為正方體結(jié)構(gòu)，且在中心設(shè)有通孔二，沿通孔二向外設(shè)有兩個(gè)垂直的鉛筆孔，鉛筆插入鉛筆孔中，鉛筆尖與實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ徒佑|。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大長(zhǎng)徑比結(jié)構(gòu)物渦激振動(dòng)行波的測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述滾珠軸承的滾珠設(shè)置在滾珠槽內(nèi)，滾珠在滾珠槽內(nèi)滑動(dòng)，滾珠槽位于滾珠軸承內(nèi)壁；滾珠軸承為一端加工有卡位臺(tái)階的圓筒，圓筒內(nèi)壁的卡位臺(tái)階控制滾珠滑出滾珠槽，圓筒外壁的卡位臺(tái)階固定滾珠軸承夾具。
【文檔編號(hào)】G01M7/02GK103954418SQ201410162672
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月22日
【發(fā)明者】武曉東, 張祺 申請(qǐng)人:太原理工大學(xué)
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