一种用于测试浮动管中管系统力学行为的室内实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种用于测试浮动管中管系统力学行为的室内实验装置。外杆两端分别通过焊接与夹紧块、连接块固定，通过轴向力加载装置可对处于外杆内的内杆施加拉力或压力。实验过程中，通过角度传感器记录二号链轮的转动角度、实验时间、一号链轮直径及链条厚度可以推算出内杆的压缩量或伸长量及变形速度，由扭矩传感器所记录联轴器的扭矩值可推算出内杆所受轴向拉力或压力的大小；由拉压传感器记录双头销钉即内杆所受拉力与压力的数据，可以得出内杆另一端的受力情况。通过记录多组数据量来分析细长杆在非稳态边界条件下受外载时的失稳机制。

An indoor experimental device for testing the mechanical behavior of the tube system in floating tube

【技术实现步骤摘要】
一种用于测试浮动管中管系统力学行为的室内实验装置
本技术涉及一种用于测试浮动管中管系统力学行为的室内实验装置，具体地说是用来分析细长杆在非稳态外杆中受侧向扰动时的力学传递特性的实验装置。
技术介绍
细长杆广泛的应用于工程实际中,如深海油管、石油工程中的钻杆、抽油杆和纳米纤维杆等，而这些柔性的刚度较低，在使用时，易出现失稳的情况，并进一步产生正旋屈曲或螺旋屈曲现象。同时，由于柔性杆使用时所处的边界条件往往较为复杂，导致其失稳特性更为特殊。因此，开展特殊线型边界条件下的细长杆失稳特性研究，可为使用细长杆提供有效的理论依据。目前相关的论文有：哈尔滨工程大学船舶工程学院发表于《应用数学和力学》2015年04期的轴向拉伸细长杆的非线性力学模型，原文中研究了该轴向拉伸变形下细长杆元的运动微分方程，通过与轴向拉伸悬臂梁的对比分析,验证了该拉伸杆元的收敛性和准确性；中船重工集团公司第七一一研究所发表于《石化技术》2017,24(01的基于ANSYSWorkbench的细长压杆屈曲分析研究，原文中以工程实际遇到的细长压杆为研究对象,对压杆失稳理论进行简要本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于测试浮动管中管系统力学行为的室内实验装置，其特征在于：包括一号框架连接横梁(1)、一号螺钉(2)、一号垫圈(3)、角支架连接件(4)、内杆轴向载荷施加装置(5)、总框架(6)、一号固定块(7)、一号螺栓(8)、二号垫圈(9)、一号螺母(10)、外杆形变施加装置(11)、钢丝绳(12)、挂钩(13)、内杆末端轴向载荷测试装置(14)、二号螺钉(15)、三号垫圈(16)、一号底板(17)、二号固定块(18)、二号螺栓(19)、四号垫圈(20)、二号螺母(21)、外杆固定机构(22)、外杆(23)、内杆(24)；一号框架连接横梁(1)通过角支架连接件(4)与总框架(6)连接，并且承载内杆...

【技术特征摘要】
1.一种用于测试浮动管中管系统力学行为的室内实验装置，其特征在于：包括一号框架连接横梁(1)、一号螺钉(2)、一号垫圈(3)、角支架连接件(4)、内杆轴向载荷施加装置(5)、总框架(6)、一号固定块(7)、一号螺栓(8)、二号垫圈(9)、一号螺母(10)、外杆形变施加装置(11)、钢丝绳(12)、挂钩(13)、内杆末端轴向载荷测试装置(14)、二号螺钉(15)、三号垫圈(16)、一号底板(17)、二号固定块(18)、二号螺栓(19)、四号垫圈(20)、二号螺母(21)、外杆固定机构(22)、外杆(23)、内杆(24)；一号框架连接横梁(1)通过角支架连接件(4)与总框架(6)连接，并且承载内杆轴向载荷施加装置(5)；内杆轴向载荷施加装置(5)通过角支架连接件(4)与总框架(6)连接；外杆形变施加装置(11)通过一号固定块(7)和一号螺栓(8)、二号垫圈(9)、一号螺母(10)与总框架(6)连接；钢丝绳(12)一端缠绕在外杆形变施加装置(11)上，一端系在挂钩(13)上；挂钩(13)勾起外杆(23)；外杆(23)一端通过焊接与外杆固定机构(22)相连接，另一端通过焊接与内杆末端轴向载荷测试装置(14)连接；内杆(24)插入外杆(23)内部，一端与传感器探头接触，一端被内杆轴向载荷施加装置(5)固定；内杆末端轴向载荷测试装置(14)通过二号螺钉(15)、三号垫圈(16)与一号底板(17)相连；一号底板(17)通过二号螺栓(19)、四号垫圈(20)、二号螺母(21)与二号固定块(18)相连接；二号固定块(18)通过角支架连接件(4)与总框架(6)相连；外杆固定机构(22)通过角支架连接件(4)与总框架(6)相连接。


2.如权利要求1所述的一种用于测试浮动管中管系统力学行为的室内实验装置，其特征在于：其内杆轴向载荷施加装置(5)由链条(25)、链条胀紧装置(26)、一号链轮(27)、一号连接轴(28)、液压夹紧装置(29)、压板(30)、三号螺栓(31)、五号垫圈(32)、三号螺母(33)、二号链轮(34)、轴承(35)、二号连接轴(36)、二号框架连接横梁(37)、三号螺钉(38)、一号支撑板(39)、电机(40)、联轴器(41)、角度传感器(42)、三号框架连接横梁(43)、四号螺钉(44)、二号底板(45)、扭矩传感器(46)、紧固连接件(47)组成；链条(25)与一号链轮(27)和二号链轮(34)相啮合，并与链条胀紧装置(26)相接触，链条(25)上带有圆弧形状的夹持块,通过链条销轴将链条与其相联接在一起，其中夹持块与内杆(24)相接触的一面有与内杆外径相同直径的弧度，从而使夹持块与内杆(24)紧密贴合达到良好的夹持注入的性能；一号链轮(27)通过一号连接轴(28)与二号底板(45)相连接；二号链轮(34)通过二号连接轴(36)与二号底板(45)相连接；轴承(35)嵌套在二号链轮(34)之中并与二号连接轴(36)相配合；一号连接轴(28)一端穿过二号底板(45)并与一号链轮(27)相配合，另一端穿过扭矩传感器(46)与联轴器(41)相连接；角度传感器(42)套在另一根一号连接轴(28)表面；链条胀紧装置(26)通过液压夹紧装置(29)与二号底板(45)相连接；压板(30)通过三号螺栓(31)、五号垫圈(32...

【专利技术属性】
技术研发人员：王新华，王旭，陈迎春，辛雨函，刘俊儒，李延峰，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：新型
国别省市：北京;11