一种吸力锚试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于一种海上锚固试验装置，特别涉及一种适于不同复合加载模式的吸力锚试验装置，包括吸力锚模型、试验槽和安装在试验槽上的组合框架。该组合框架包括U型旋转框架结构、水平固定支架、竖向固定支架；每个支架上分别安装对吸力锚模型施加激励的动力源及编码器组件，形成运动伺服控制执行系统，使组合框架下的吸力锚模型可以处于旋转运动、水平移动、垂直移动的多种形式的联动状态，产生使吸力锚处于不同复合加载模式的工况。集成了信号采集系统的信号采集通道与吸力锚相连接，固定在组合框架上。本实用新型专利技术装置结构简单、操作方便，可以同时或单独完成吸力锚的竖向沉贯试验、水平加载试验、扭转加载试验、多向加载试验。

A Suction Anchor Test Device

【技术实现步骤摘要】
一种吸力锚试验装置
本技术涉及一种海上锚固试验装置
，特别是涉及一种不同复合加载模式的吸力锚试验装置。
技术介绍
近年来，随着科学技术的发展，海洋资源的利用开发力度越来越大。包括固、气能源的开采、波浪能的收集。特别是波浪能，由于具备可再生、无污染、储量大、品质好(以机械能形式出现)、分布面广、可预测性强等优势，使其逐渐发展成为一种新型的替代能源。在波浪能研究和利用过程中，有必要充分考虑吸力锚的承载特性；尤其是在我国沿海海域较厚的软质黏土沉积条件下，更要注重吸力锚固基础的应用研究。当海上风暴来临时，吸力锚在长期上拔力与多向力非共面动荷载作用下，其周围土体将经受更大范围的变形扰动，吸力锚的极端承载特性将受到很大影响。当前，已经开展的吸力锚结构的承载特性研究中所构建的吸力锚试验装置通常只考虑单一上拔力荷载，或上拔力与单一水平方向共面复合荷载作用。而在真实海洋环境中，由于受系泊结构的影响，在波浪荷载作用下，吸力锚经受的荷载通常是长期的非共面复合动荷载。，此种荷载工况下复杂。特别是面对沿海常见的软黏土地基时，吸力锚失效机制及承载特性就更加复杂，对其研究就成为亟待解决的关键科学问题。综上，考虑真实工况，构建适应不同复合加载模式下的新型吸力锚试验装置显得尤为重要。因此，为了更好的开展波浪换能技术的研究，需要研制一种适于不同复合加载模式的吸力锚试验装置。
技术实现思路
本技术的目的，是提供一种新型的吸力锚试验装置。采用该装置开展吸力锚试验，可解决在一台试验装置上单独或同时开展多方位吸力锚失效机制及承载特性研究技术问题，使不同复合加载模式下吸力锚承载特性试验研究变得简单、易行。本技术采取的技术方案是：一种吸力锚试验装置，包括吸力锚模型、试验槽，所述试验槽为空腔结构，盛装有试验土体；所述吸力锚试验装置还包括安装在所述试验槽上的组合框架；所述的组合框架包括：固设在所述试验槽上的环形导轨；在所述环形导轨上旋转连接的U型旋转框架结构；所述环形导轨径向上固设的水平固定支架；在所述水平固定支架内侧滑动连接的竖向固定支架；所述竖向固定支架上连接的能上、下移动的竖直移动结构；所述竖直移动结构上连接的锁止装置，用以将所述竖直移动结构锁定在所述竖向固定支架上；所述吸力锚模型吊装在所述竖直移动结构下部，位于所述试验槽盛装的试验土体内；所述吸力锚试验装置还包括对所述吸力锚模型施加载荷的伺服控制执行系统；所述的伺服控制执行系统包括：所述竖向固定支架上安装的竖直动力源及编码器组件，用于驱动所述竖直移动结构在所述竖向固定支架上做上、下移动；所述水平固定支架上安装的水平动力源及编码器组件，用于驱动所述竖向固定支架沿所述水平运动导轨做直线移动；所述U型旋转框架结构的顶部横梁上端安装的旋转动力源及编码器组件，用于驱动所述U型旋转框架结构在所述环形导轨上围绕所述试验槽轴线做平面转动；所述吸力锚试验装置还包括集成了数据采集系统的数据采集通道，所述数据采集通道固设在所述组合框架上。所述环形导轨上部有环形导轨槽，所述U型旋转框架结构下部设置有与所述环形导轨槽配合使用的旋转移动滑块，所述旋转移动滑块束缚在所述环形导轨槽内，带动所述U型旋转框架结构沿所述环形导轨槽，在所述环形导轨上围绕所述试验槽轴线做平面转动。所述水平固定支架由两条相间隔的支架组成，所述支架相对内侧有水平运动导轨，所述竖向固定支架上有与水平运动导轨相配合的水平移动滑块,所述水平移动滑块镶嵌在所述水平运动导轨的内侧，并带动所述竖向固定支架沿所述水平运动导轨，在水平固定支架上做水平直线移动。所述竖向固定支架上有带有竖直运动导轨，所述竖直移动结构上有竖直移动轨道滑块，镶嵌在所述竖直运动导轨内，和所述竖直运动导轨配合使用，带动所述竖直移动结构沿所述竖直运动导轨，在所述竖向固定支架上做垂直方向的上、下移动。本技术具有的有益效果是：利用本技术装置，可以生成不同复合加载模式对吸力锚模型展开试验，单独或同时完成：(1)吸力锚的竖向沉贯试验；(2)吸力锚的水平加载试验；(3)吸力锚的扭转加载试验；(4)吸力锚的多向加载试验。本技术还具有结构简单、便于拆卸和操作方便的优点。附图说明图1为本技术装置的结构示意图；图2为图1的轴线剖视示意图；其中：1、吸力锚模型2、试验槽3、竖直动力源及编码器组件4、水平动力源及编码器组件5、旋转动力源及编码器组件6、竖向固定支架7、水平固定支架8、环形导轨9、U型旋转框架结构，10、锁止装置11、数据采集通道12、水平运动导轨13、环形导轨槽14、旋转移动滑块15、水平移动滑块16、竖直运动导轨17、竖直移动结构18、滚珠19、竖直移动轨道滑块20、旋转动力源安装框架21、试验土体。具体实施方式本技术涉及一种新型的锚固试验装置，主要用于在室内对锚固装置进行竖向沉贯试验、水平加载试验、多向加载试验等试验之用。结合附图1和附图2，对本技术的实施例进行详细说明：一种吸力锚试验装置，包括吸力锚模型1、试验槽2，试验槽2为空腔结构，盛装有试验土体21；吸力锚试验装置还包括安装在试验槽2上的组合框架；组合框架包括：固设在试验槽2上的环形导轨8；在环形导轨8上旋转连接的U型旋转框架结构9；环形导轨8径向上固设的水平固定支架7；在水平固定支架7内侧滑动连接的竖向固定支架6；竖向固定支架6上连接的能上、下移动的竖直移动结构17；竖直移动结构17上连接的锁止装置10，用以将竖直移动结构17锁定在竖向固定支架6上；吸力锚模型1吊装在竖直移动结构17下部，位于试验槽2盛装的试验土体21内；吸力锚试验装置还包括对吸力锚模型1施加载荷的伺服控制执行系统；伺服控制执行系统包括：竖向固定支架6上安装的竖直动力源及编码器组件3，用于驱动竖直移动结构17在竖向固定支架6上做上、下移动；水平固定支架7上安装的水平动力源及编码器组件4，用于驱动竖向固定支架6沿所述水平运动导轨12做直线移动；U型旋转框架结构9的顶部横梁上端安装的旋转动力源及编码器组件5，用于驱动U型旋转框架结构9在环形导轨8上围绕试验槽2轴线做平面转动；吸力锚试验装置还包括集成了数据采集系统的数据采集通道11，数据采集通道11固设在组合框架上。环形导轨8上部有环形导轨槽13，U型旋转框架结构9下部设置有与环形导轨槽13配合使用的旋转移动滑块14，旋转移动滑块14束缚在环形导轨槽13内，带动U型旋转框架结构9沿环形导轨槽13，在环形导轨8上围绕所述试验槽2轴线做平面转动。水平固定支架7由两条相间隔的支架组成，支架相对内侧有水平运动导轨12，竖向固定支架6上有与水平运动导轨12相配合的水平移动滑块15,水平移动滑块15镶嵌在水平运动导轨12的内侧，并带动竖向固定支架6沿水平运动导轨12，在水平固定支架7上做水平直线移动。竖向固定支架6上有带有竖直运动导轨16，竖直移动结构17上有竖直移动轨道滑块19，镶嵌在竖直运动导轨16内，和竖直运动导轨16配合使用，带动竖直移动结构17沿竖直运动导轨16，在竖向固定支架6上做垂直方向的上、下移动。下面结合附图1～2，更具体的解释本技术的技术方案：本实施例的试验装置整体相较于实际应用，采用了缩小比例的模型，模型的尺寸可以根据具体的试验要求改变大小。试验的主体模型可以是管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种吸力锚试验装置，包括吸力锚模型(1)、试验槽(2)，所述试验槽(2)为空腔结构，盛装有试验土体(21)；其特征在于：所述吸力锚试验装置还包括安装在所述试验槽(2)上的组合框架；所述的组合框架包括：固设在所述试验槽(2)上的环形导轨(8)；在所述环形导轨(8)上旋转连接的U型旋转框架结构(9)；所述环形导轨(8)径向上固设的水平固定支架(7)；在所述水平固定支架(7)内侧滑动连接的竖向固定支架(6)；所述竖向固定支架(6)上连接的能上、下移动的竖直移动结构(17)；所述竖直移动结构(17)上连接的锁止装置(10)，用以将所述竖直移动结构(17)锁定在所述竖向固定支架(6)上；所述吸力锚模型(1)吊装在所述竖直移动结构(17)下部，位于所述试验槽(2)盛装的试验土体(21)内；所述吸力锚试验装置还包括对所述吸力锚模型(1)施加载荷的伺服控制执行系统；所述的伺服控制执行系统包括：所述竖向固定支架(6)上安装的竖直动力源及编码器组件(3)，用于驱动所述竖直移动结构(17)在所述竖向固定支架(6)上做上、下移动；所述水平固定支架(7)上安装的水平动力源及编码器组件(4)，用于驱动所述竖向固定支架(6)沿所述水平运动导轨(12)做直线移动；所述U型旋转框架结构(9)的顶部横梁上端安装的旋转动力源及编码器组件(5)，用于驱动所述U型旋转框架结构(9)在所述环形导轨(8)上围绕所述试验槽(2)轴线做平面转动；所述吸力锚试验装置还包括集成了数据采集系统的数据采集通道(11)，所述数据采集通道(11)固设在所述组合框架上。...

【技术特征摘要】
1.一种吸力锚试验装置，包括吸力锚模型(1)、试验槽(2)，所述试验槽(2)为空腔结构，盛装有试验土体(21)；其特征在于：所述吸力锚试验装置还包括安装在所述试验槽(2)上的组合框架；所述的组合框架包括：固设在所述试验槽(2)上的环形导轨(8)；在所述环形导轨(8)上旋转连接的U型旋转框架结构(9)；所述环形导轨(8)径向上固设的水平固定支架(7)；在所述水平固定支架(7)内侧滑动连接的竖向固定支架(6)；所述竖向固定支架(6)上连接的能上、下移动的竖直移动结构(17)；所述竖直移动结构(17)上连接的锁止装置(10)，用以将所述竖直移动结构(17)锁定在所述竖向固定支架(6)上；所述吸力锚模型(1)吊装在所述竖直移动结构(17)下部，位于所述试验槽(2)盛装的试验土体(21)内；所述吸力锚试验装置还包括对所述吸力锚模型(1)施加载荷的伺服控制执行系统；所述的伺服控制执行系统包括：所述竖向固定支架(6)上安装的竖直动力源及编码器组件(3)，用于驱动所述竖直移动结构(17)在所述竖向固定支架(6)上做上、下移动；所述水平固定支架(7)上安装的水平动力源及编码器组件(4)，用于驱动所述竖向固定支架(6)沿所述水平运动导轨(12)做直线移动；所述U型旋转框架结构(9)的顶部横梁上端安装的旋转动力源及编码器组件(5)，用于驱动所述U型旋转框架结构(9)在所述环形导轨(8)上围绕所述试...

【专利技术属性】
技术研发人员：付登锋，闫玥，田英辉，唐阳，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：新型
国别省市：天津,12