脐带缆拉伸弯曲力学复合试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及海洋工程装备水下生产系统检测技术领域，尤其涉及一种能够实现拉伸、拉伸弯曲、弯曲多种疲劳状态对脐带缆进行疲劳试验的装置。其包括支撑框架、安装在支撑框架上部的拉伸夹持系统、安装在支撑框架下部的弯曲夹持系统和用以收集处理来自拉伸夹持系统与弯曲夹持系统的试验数据的控制器。本发明专利技术将拉伸试验方法与弯曲试验方法相结合，利用三个作动器和弯曲加载装置在一台试验机上可实现拉伸、弯曲、拉伸弯曲等多种疲劳试验，有效提高了试验效率，节约了试验成本。

Mechanical testing device for stretching and bending of umbilical cord cable

The invention relates to the technical field of underwater production system testing of ocean engineering equipment, in particular to a device for fatigue testing of the umbilical cord, which can realize tension, tension, bending and bending in a variety of fatigue states. The bending clamp support frame, the upper part of the support frame mounted on the tension clamping system, installed in the lower part of the support frame holding system and controller for processing of experimental data from tensile clamping system and bending clamping system to collect the. The invention combines the method of tensile test and bending test method, using three actuators and bending device in a testing machine can realize the tensile, bending, stretching and bending fatigue test etc., can effectively improve the test efficiency and save test cost.

【技术实现步骤摘要】
脐带缆拉伸弯曲力学复合试验装置
本专利技术涉及海洋工程装备水下生产系统检测
，尤其涉及一种能够实现拉伸、拉伸弯曲、弯曲多种疲劳状态对脐带缆进行疲劳试验的装置。
技术介绍
水下生产系统是海上油气开发的重要装置，随着我国海洋战略的实施，该系统关键部件的国产化和稳定运行备受关注。脐带缆作为连接海上浮体和海底设备的关键部件，在电力、液压动力、化学试剂、信号传输等方面具有重要作用，但其国产化面临着各种技术瓶颈，其中检测装置和检测技术的缺乏，是制约脐带缆国产化的重要因素之一。目前脐带缆疲劳寿命分析尚处于探索阶段，需要研发一种试验装置，模拟脐带缆的实际工况，为国产脐带缆的使用提供疲劳寿命依据。关于脐带缆复合试验装置，目前只有一个申请号为201610197048.5的专利技术专利，该装置可实现脐带缆的拉伸、弯曲，其实现方式是利用作动器对脐带缆进行拉伸，端部作动器进行弯曲，能够有效模拟端部弯矩带来的拉伸弯曲变形状况，但是该试验机功能单一，适用范围小，不能模拟多种受力情况。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是如何克服现有技术的不足，提供一种适合脐带缆、软管的能够提供拉伸、拉伸弯曲、三点弯曲、四点弯曲多种试验状态的试验装置，即一种脐带缆拉伸弯曲力学复合试验装置。本专利技术为实现上述目的采用的技术方案是：一种脐带缆拉伸弯曲力学复合试验装置，包括支撑框架、安装在支撑框架上部的拉伸夹持系统、安装在支撑框架下部的弯曲夹持系统和用以收集处理来自拉伸夹持系统与弯曲夹持系统的试验数据的控制器。进一步，所述支撑框架包括支撑立柱和架设在支撑立柱上的支撑横梁，支撑立柱和支撑横梁对称设置成两排，其中支撑立柱下端连接有支撑座；所述拉伸夹持系统包括摆头、拉伸端旋转接头、移动端旋转接头、脐带缆夹具，所述拉伸端旋转接头和移动端旋转接头的头部均通过销钉连接摆头一端，使得拉伸端旋转接头和移动端旋转接头均实现摆动功能，且在移动端旋转接头上安装有角位移传感器，所述摆头的另一端还固定连接有脐带缆夹具；所述弯曲夹持系统包括弯矩加载作动器、移动横梁和推杆，其中所述弯矩加载作动器设有两组，且对称竖直放置，所述移动横梁的两端连接在所述弯矩加载作动器上，而移动横梁上还通过滑槽和滑轨的形式连接有推杆，使得推杆可以在横梁上通过外力实现滑动，以适应不同的试验目的，推杆的顶端安装有圆筒状夹具。进一步，对称设置的支撑横梁形成所述拉伸夹持系统的拉伸轨道，拉伸夹持系统安装在两组支撑横梁之间，其中，所述移动端旋转接头和拉伸端旋转接头分别安装在所述支撑横梁的左右两侧，所述拉伸端旋转接头上连接固定有拉伸测量机构，拉伸测量机构包含通过螺钉固定在支撑横梁上的磁滞位移传感器，在拉伸端旋转接头的尾部通过法兰和螺钉连接有拉伸作动器，拉伸作动器的位移通过拉伸测量机构中的磁滞位移传感器进行测量，拉伸作动器的外壳通过螺栓固定在两组支撑横梁之间，且其尾部伸出支撑横梁形成的区域外；所述支撑座包括两组对称设置的底部横梁及固定底部横梁相对位置的三组H型钢，并通过预埋件固定在地面，所述支撑立柱固定在底部横梁上。进一步，所述支撑横梁包括移动段和固定段，移动段横梁的长度大于固定段横梁的长度，之间通过螺栓固定连接，移动段的横梁采用槽钢，且两组移动段横梁的凹槽相对安装，在凹槽的上下两槽面上开设有若干销孔，所述移动端旋转接头安装在支撑横梁的凹槽内，且通过销轴和销孔实现固定和位置的改变。进一步，在所述支撑座之间的地面上至少设有两个用于放置所述弯矩加载作动器的预制孔，因此弯曲夹持系统位于对称设置的支撑框架之间，并与所述拉伸夹持系统上下对应。进一步，所述的支撑立柱与所述支撑座之间、支撑立柱与支撑横梁之间连接有起到加固作用的加固支杆。进一步，所述的支撑横梁的外侧面设有水平安装的带有护栏的、用以支撑操作人员行走的通道，通道的一侧还安装有攀爬梯，攀爬梯的尾部固定在所述的支撑座上。本专利技术将拉伸试验方法与弯曲试验方法相结合，利用三个作动器和弯曲加载装置在一台试验机上可实现拉伸、弯曲(三点弯曲、四点弯曲)、拉伸弯曲等多种疲劳试验，有效的克服了现有实验装置存在的障碍，提高了试验效率，节约了试验成本。附图说明图1本专利技术整体结构示意图；图2本专利技术侧面图；图3本专利技术底面支撑座结构图；图4本专利技术支撑横梁连接示意图；图5本专利技术圆筒状夹具结构示意图；图6本专利技术推杆和移动横梁连接示意图；图7本专利技术移动端旋转接头连接示意图；图8本专利技术拉伸端旋转接头连接示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明：如图1所示：一种脐带缆拉伸弯曲力学复合试验装置，包括支撑框架1、安装在支撑框架1上部的拉伸夹持系统2、安装在支撑框架1下部的弯曲夹持系统3和用以收集处理来自拉伸夹持系统2与弯曲夹持系统3的试验数据的控制器。支撑框架1包括支撑立柱11和架设在支撑立柱上的支撑横梁12，支撑立柱11和支撑横梁12对称设置成两排，其中支撑立柱11下端连接有支撑座13；对称设置的支撑横梁12形成拉伸夹持系统2的拉伸轨道，拉伸夹持系统2安装在两组支撑横梁12之间，支撑座13包括两组对称设置的底部横梁131及固定底部横梁131相对位置的三组H型钢，并通过带有螺栓的钢筋预埋件固定在地面，并进行二次浇筑进一步固定，支撑立柱11固定在底部横梁131上。其中，拉伸夹持系统2包括摆头21、拉伸端旋转接头22、移动端旋转接头23、脐带缆夹具24，拉伸端旋转接头22和移动端旋转接头23的头部均通过销钉连接摆头21的一端，使得拉伸端旋转接头和移动端旋转接头均实现摆动功能，并且移动端旋转接头23上安装有角位移传感器，摆头的另一端还固定连接有脐带缆夹具24，其中脐带缆夹具24采用现有的脐带缆夹持试验工具，移动端旋转接头23和拉伸端旋转接头22分别安装在支撑横梁12的左右两侧，拉伸端旋转接头22上连接固定有拉伸测量机构，拉伸测量机构包含通过螺钉固定在支撑横梁上的磁滞位移传感器，在拉伸端旋转接头22的尾部通过法兰和螺钉连接有拉伸作动器221，其位移信息由拉伸测量机构进行测量并反馈至控制器，即通过拉伸测量机构包含的磁滞位移传感器传感器进行位移测量，拉伸作动器221的头部还安装有力传感器，用以测量拉伸动作时的受力信息反馈至控制器，拉伸作动器221的外壳通过螺栓固定在两组支撑横梁12之间，且其尾部伸出支撑横梁12形成的区域外；支撑横梁12包括移动段和固定段，移动段横梁的长度大于固定段横梁的长度，之间通过螺栓固定连接，移动段的横梁采用槽钢，且两组移动段横梁的凹槽相对安装，在凹槽的上下两槽面上开设有若干销孔121，移动端旋转接头23安装在支撑横梁12的凹槽内，且通过销轴和销孔121实现固定和位置的改变，以适应脐带缆(试样)的长度。在拉伸夹持系统2中，摆头21可以随着脐带缆弯曲变形而发生旋转，而移动端旋转接头23利用角位移传感器测量脐带缆弯曲时的旋转角度，并及时将数据传送给控制器进行信息处理；拉伸端旋转接头22通过拉伸测量机构实现在支撑横梁12中固定段的移动，拉伸测量机构中安装的磁致伸缩位移传感器，用以感知拉伸端旋转接头的位移(实质为脐带缆试样的拉伸长度)。弯曲夹持系统3包括弯矩加载作动器31、移动横梁32和推杆33，其中弯矩加载作动器31设有两组，且对称竖直放置，移动横梁的两端连接在弯矩加载作动器上，而移动横梁3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脐带缆拉伸弯曲力学复合试验装置，其特征在于：包括支撑框架、安装在支撑框架上部的拉伸夹持系统、安装在支撑框架下部的弯曲夹持系统和用以收集处理来自拉伸夹持系统与弯曲夹持系统的试验数据的控制器。

【技术特征摘要】
1.一种脐带缆拉伸弯曲力学复合试验装置，其特征在于：包括支撑框架、安装在支撑框架上部的拉伸夹持系统、安装在支撑框架下部的弯曲夹持系统和用以收集处理来自拉伸夹持系统与弯曲夹持系统的试验数据的控制器。2.根据权利要求1所述的一种脐带缆拉伸弯曲力学复合试验装置，其特征在于：所述支撑框架包括支撑立柱和架设在支撑立柱上的支撑横梁，支撑立柱和支撑横梁对称设置成两排，其中支撑立柱下端连接有支撑座；所述拉伸夹持系统包括摆头、拉伸端旋转接头、移动端旋转接头、脐带缆夹具，所述拉伸端旋转接头和移动端旋转接头的头部均通过销钉连接摆头一端，使得拉伸端旋转接头和移动端旋转接头均实现摆动功能，且在移动端旋转接头上安装有角位移传感器，所述摆头的另一端还固定连接有脐带缆夹具；所述弯曲夹持系统包括弯矩加载作动器、移动横梁和推杆，其中所述弯矩加载作动器设有两组，且对称竖直放置，所述移动横梁的两端连接在所述弯矩加载作动器上，而移动横梁上还通过滑槽和滑轨的形式连接有推杆，使得推杆可以在横梁上通过外力实现滑动，以适应不同的试验目的，推杆的顶端安装有圆筒状夹具。3.根据权利要求2所述的一种脐带缆拉伸弯曲力学复合试验装置，其特征在于：对称设置的支撑横梁形成所述拉伸夹持系统的拉伸轨道，拉伸夹持系统安装在两组支撑横梁之间，其中，所述移动端旋转接头和拉伸端旋转接头分别安装在所述支撑横梁的左右两侧，所述拉伸端旋转接头上连接固定有拉伸测量机构，拉伸测量机构包含通过螺钉固定在支撑横梁上的磁滞位移传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建国，李传增，曾宇阳，李森，李泽邦，康永田，史景文，聂杰文，王少贤，
申请(专利权)人：青岛海检检测有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37