本发明涉及柔性管缆及抗/限弯器测试领域,尤其涉及一种柔性管缆及抗/限弯器测试装置及方法。
背景技术:
1、随着海洋工程的发展及海底矿产资源开发力度不断加大,将矿物资源从海底输送到海面的需求也越来越高,扬矿泵管输送是目前最具商业价值的输送方式,扬矿泵管输送由泵、柔性管道及附件构成,柔性管缆及抗/限弯器因其柔性好、质量轻、运输安装方便等优点而倍受青睐。
2、针对柔性管缆及抗/限弯器在实际工况下受力状况下的特性研究人员也开展了深入研究,但是当前采用的研究测试方法及步骤的不足之处也是相当明显,例如:测试通常采用柔性管缆及抗/限弯器水平布置的方式进行,与实际柔性管缆及抗/限弯器实际工况及受力状况,特别是模拟由整根管缆垂向重力引起的轴向力附加运动弯曲力的影响状态有较大的区别;载荷施加方式不能体现船舶摇摆的实际动态运动;施加基本为单一载荷,不能准确模拟实际工况条件下柔性管缆及抗/限弯器复杂的受力状况。
技术实现思路
1、本发明提供了一种柔性管缆及抗/限弯器测试装置及方法,用以解决上述背景技术的技术问题。
2、为解决上述技术问题,第一方面,本发明提出一种柔性管缆及抗/限弯器测试装置,包括:架体、上部摇摆平台、平台转角加载油缸和张力机构,所述上部摇摆平台安装于所述架体上,所述平台转角加载油缸一端安装于所述架体上,另一端连接所述上部摇摆平台,用于使所述上部摇摆平台模拟船舶摇摆运动,抗/限弯器安装于所述上部摇摆平台上,所述抗/限弯器连接柔性管缆的一端,所述柔性管缆的另一端连接到所述张力机构,所述张力机构向所述柔性管缆施加水平拉力。
3、进一步地,所述张力机构包括拉绳和拉绳驱动装置,所述拉绳的一端连接所述柔性管缆,所述拉绳的另一端连接所述拉绳驱动装置,所述拉绳驱动装置用于驱动拉绳端部移动。
4、进一步地,所述测试装置还包括定位转向滑轮和换轮支架,所述换轮支架安装于所述架体上,所述定位转向滑轮可移动的安装于所述换轮支架上,所述拉绳从所述转向滑轮上穿过,通过移动所述定位转向滑轮,改变柔性管缆的倾角。
5、进一步地,所述拉绳驱动装置可以为气缸、电机或者油缸中的任一种。
6、进一步地,所述平台转角加载油缸具体有一个或者两个,连接所述上部摇摆平台的端部。
7、进一步地,所述抗/限弯器安装于所述上部摇摆平台时,所述柔性管缆与所述上部摇摆平台垂直或者保持一个固定的角度。
8、进一步地,所述测试装置还包括控制器,所述控制器电连接所述平台转角加载油缸和所述张力机构。
9、进一步地,还包括反力墙,所述架体安装于所述反力墙上,反力墙对架体提供侧向支撑。
10、第二方面,本发明还提供一种柔性管缆及抗/限弯器测试方法,所述测试方法应用于第一方面所述的测试装置。
11、作为本发明的方法的进一步改进,所述测试方法具体包括以下步骤:
12、将抗/限弯器及柔性管缆安装于上部摇摆平台和拉绳之间,调节定位转向滑轮至预设位置,调节两个平台转角加载油缸至预设位置;
13、通过拉绳驱动装置向抗/限弯器及柔性管缆施加轴向拉力,启动平台转角加载油缸模拟船舶摇摆运动对抗/限弯器及柔性管缆受力状态的影响,改变定位转向滑轮的位置,模拟实际工作时抗/限弯器的安装角度及柔性管缆由于海流作用引起的倾角。
14、本发明具有以下有益效果:本发明的一种柔性管缆及抗/限弯器测试装置及方法,通过平台转角加载油缸改变上部摇摆平台的水平高度,从而改变安装在上部摇摆平台的抗/限弯器和柔性管缆的角度,进而可以动态模拟船舶摇摆运动对柔性管缆及抗/限弯器受力状态的影响,通过张力机构向柔性管缆及抗/限弯器施加拉力,从而对柔性管缆及抗/限弯器进行强度和疲劳度的测试,向柔性管缆及抗/限弯器施超过其承受极限的拉力还可以完成大绕度的破坏性试验。
15、除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图,对本发明作进一步详细的说明。
1.一种柔性管缆及抗/限弯器测试装置,其特征在于,包括:架体(2)、上部摇摆平台(3)、平台转角加载油缸(4)和张力机构(6),所述上部摇摆平台(3)安装于所述架体(2)上,所述平台转角加载油缸(4)安装于所述架体(2)上并连接所述上部摇摆平台(3),用于使所述上部摇摆平台(3)模拟船舶摇摆运动,抗/限弯器(5)安装于所述上部摇摆平台(3)上,所述抗/限弯器(5)连接柔性管缆(7)的一端,所述柔性管缆(7)的另一端连接到所述张力机构(6),所述张力机构(6)向所述柔性管缆(7)施加拉力。
2.根据权利要求1所述的一种柔性管缆及抗/限弯器测试装置,其特征在于,所述张力机构(6)包括拉绳(61)和拉绳驱动装置(62),所述拉绳(61)的一端连接所述柔性管缆(7),所述拉绳(61)的另一端连接所述拉绳驱动装置(62),所述拉绳驱动装置(62)对拉绳(61)施加拉力。
3.根据权利要求2所述的一种柔性管缆及抗/限弯器测试装置,其特征在于,还包括定位转向滑轮(8)和换轮支架(9),所述换轮支架(9)安装于所述架体(2)上,所述定位转向滑轮(8)可移动地安装于所述换轮支架(9)上,所述拉绳(61)从所述转向滑轮(8)上穿过,通过移动所述定位转向滑轮(8),改变柔性管缆(7)的拉伸倾角。
4.根据权利要求2所述的一种柔性管缆及抗/限弯器测试装置,其特征在于,所述拉绳驱动装置(62)可以为气缸、电机或者油缸中的任一种。
5.根据权利要求1所述的一种柔性管缆及抗/限弯器测试装置,其特征在于,所述平台转角加载油缸(4)具体有一个或者两个,连接所述上部摇摆平台(3)的端部。
6.根据权利要求1所述的一种柔性管缆及抗/限弯器测试装置,其特征在于,所述抗/限弯器(5)安装于所述上部摇摆平台(3)时,所述柔性管缆(7)与所述上部摇摆平台(3)垂直或者保持一个固定的角度。
7.根据权利要求1所述的一种柔性管缆及抗/限弯器测试装置,其特征在于,还包括控制器,所述控制器电连接所述平台转角加载油缸(4)和所述张力机构(6)。
8.根据权利要求1所述的一种柔性管缆及抗/限弯器测试装置,其特征在于,还包括反力墙(1),所述架体(2)安装于所述反力墙(1)上,反力墙(1)对架体(2)提供侧向支撑。
9.一种柔性管缆及抗/限弯器测试方法,其特征在于,所述测试方法应用于权利要求1至8任一项所述的测试装置。
10.根据权利要求9所述的一种柔性管缆及抗/限弯器测试方法,其特征在于,所述测试方法具体包括以下步骤: