一种吸力桶多向倾斜快速上拔模型试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及吸力桶上拔试验技术领域，尤其是涉及一种吸力桶多向倾斜快速上拔模型试验装置，包括开口模型箱、多角度高速上拔控制系统、吸力桶；所述多角度高速上拔控制系统包括四通道高速伺服加载仪，伺服电机，垂直滑轨和转向机构；所述四通道高速伺服加载仪倒置固定于开口模型箱设置的加载横梁中间位置正下方；垂直滑轨设置于两个相平行的侧面上，伺服电机固定在垂直滑轨顶端，吸力桶通过钢丝绳绕过转向机构与四通道高速伺服加载仪连接；通过转向机构来控制倾斜角度，四通道高速伺服加载仪通过转向机构对吸力桶进行上拔加载。本实用新型专利技术可以实现吸力桶模型试验的任意角度的高速上拔。高速上拔。高速上拔。

【技术实现步骤摘要】
一种吸力桶多向倾斜快速上拔模型试验装置


[0001]本技术涉及吸力桶上拔试验
，尤其是涉及一种吸力桶多向倾斜快速上拔模型试验装置。

技术介绍

[0002]吸力桶在海洋工程领域有着明显优于其他锚或其他基础形式的经济、技术特性，其问世以来就得到了广泛重视。如今，吸力桶技术已经被广泛应用于近海工程，其在深海工程中也具有广阔的应用前景。目前，海上风电领域处于蓬勃发展时期，吸力桶基础也被应用到海上风电基础中。海洋环境复杂多变，在极端天气下，海上风电涡轮机承受的倾覆力矩很大，通过锚索传递给吸力桶很大的上拔力。在实际应用中常出现多个风机共用同一个吸力桶基础的情况，此时锚索传递给吸力桶基础的巨大外力呈现多向倾斜上拔的特性。因此开展吸力桶在多向倾斜快速上拔工况下的模型试验，可以研究吸力桶极端荷载下的承载机理，破坏拔出角度，定量分析非均匀砂土中各因素对吸力桶承载力的影响机制，从而为风电基础的安装和设计提供理论依据。然而，开展吸力桶多向倾斜快速上拔模型试验，难点在于如何实现多角度的高速上拔控制。

技术实现思路

[0003]针对以上所述的实验装置如何实现多角度高速上拔控制的难点，本技术的目的是提供一种吸力桶多向倾斜快速上拔模型试验装置，实现吸力桶模型试验的任意角度的高速上拔。
[0004]本技术为一种吸力桶多向倾斜快速上拔模型试验装置，包括开口模型箱，多角度高速上拔控制系统，吸力桶；所述多角度高速上拔控制系统包括四通道高速伺服加载仪，伺服电机，垂直滑轨和转向机构；所述四通道高速伺服加载仪倒置固定于开口模型箱设置的加载横梁中间位置正下方；垂直滑轨设置于两个相平行的侧面上，伺服电机固定在垂直滑轨顶端，转向机构底部连接吸力桶，顶部连接四通道高速加载仪；通过转向机构来控制倾斜角度，四通道高速伺服加载仪通过转向机构对吸力桶进行上拔加载。本技术的目的是提供一种吸力桶多向倾斜快速上拔模型试验装置，实现吸力桶模型试验的任意角度的高速上拔。
[0005]本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006]本技术的目的是提供一种吸力桶多向倾斜快速上拔模型试验装置，包括开口模型箱、多角度高速上拔控制系统、吸力桶；
[0007]所述开口模型箱底部为方体结构，方体结构顶面为开口，顶面两个相平行的侧棱中间各设置有两根立杆，所述立杆顶部设置加载横梁；
[0008]所述多角度高速上拔控制系统包括四通道高速伺服加载仪、伺服电机、垂直滑轨和转向机构；所述四通道高速伺服加载仪倒置固定于加载横梁中间位置正下方；所述垂直滑轨设置于两个相平行的侧面上，并采用对角设置；所述伺服电机固定在垂直滑轨顶端，所
述转向机构底部连接吸力桶，顶部连接四通道高速加载仪；
[0009]所述吸力桶设置有加载点；
[0010]所述四通道高速伺服加载仪通过转向机构对吸力桶进行上拔加载。
[0011]在本技术的一个实施方式中，所述开口模型箱框架由角钢焊接，至少一个侧面为透明的有机玻璃板，其余侧面和底面均为钢板；所述有机玻璃板通过连接螺栓与角钢框架固定，在连接处用密封条密封；钢板由角钢框架采用全焊的焊接方式进行固定和密封。
[0012]在本技术的一个实施方式中，所述转向机构包括钢环、滑轮、钢丝绳、水平连杆；所述水平连杆相向的设置有两个，分别一端连接钢环，一端活动连接于垂直滑轨的凹槽内，并在靠近垂直滑轨的一端通过连接绳连接伺服电机；所述钢环上以两根水平连杆所连成的直径为对称轴两边各设置两个滑轮；所述钢丝绳绕过滑轮一端连接吸力桶的桶壁，另一端连接四通道高速伺服加载仪。
[0013]在本技术的一个实施方式中，所述钢丝绳绕过滑轮一端连接桶壁上的加载点。
[0014]在本技术的一个实施方式中，所述滑轮与钢环活动连接。
[0015]在本技术的一个实施方式中，所述钢环的圆心与四通道高速伺服加载仪中心以及桶盖圆心在同一铅垂线上。
[0016]在本技术的一个实施方式中，所述吸力桶包括桶壁和桶盖，桶壁和桶盖通过螺栓连接，连接处通过密封圈密封；吸力桶的桶壁设置有加载点。
[0017]在本技术的一个实施方式中，桶盖圆心处连接一根立柱，立柱顶端连接一圆形测量平台。
[0018]在本技术的一个实施方式中，所述桶盖上设置有压差测量孔和导线孔。
[0019]在本技术的一个实施方式中，吸力桶通过压差测量孔与压差计相连接。
[0020]与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：
[0021]本技术可实现吸力桶模型试验的任意角度的高速上拔，最大加载速度达到1000mm/s，对应缩尺50倍的16级台风荷载。
附图说明
[0022]图1是本技术的整体结构的正视图；
[0023]图2是本技术的模型箱示意图；
[0024]图3是本技术的整体结构的安装示意图；
[0025]图4是本技术的吸力桶示意图；
[0026]图中标号：1、开口模型箱；2、加载横梁；3、四通道高速伺服加载仪；4、伺服电机；5、垂直滑轨；6、钢环；7、滑轮；8、钢丝绳；9、桶壁；10、桶盖；11、水平连杆；12、压差计；13、有机玻璃板；14、螺栓；15、密封圈；16、压差测量孔；17、导线孔；18、立柱；19、圆形测量平台；20、加载点。
具体实施方式
[0027]下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。
[0028]实施例1
[0029]本实施例提供一种吸力桶多向倾斜快速上拔模型试验装置。
[0030]如图1
‑
4所示，一种吸力桶多向倾斜快速上拔模型试验装置，包括开口模型箱1，多角度高速上拔控制系统，吸力桶。
[0031]开口模型箱1底部为方体结构，方体结构顶面为开口，顶面两个相平行的侧棱中间各设置有两根立杆，立杆顶部设置加载横梁2；其中，开口模型箱1至少一个侧面为透明的有机玻璃板13，其余侧面和底面均为钢板；所述有机玻璃板13通过连接螺栓与角钢框架固定，在连接处用密封条密封；钢板由角钢框架采用全焊的焊接方式进行固定和密封。
[0032]吸力桶包括桶壁9和可拆卸桶盖10，桶壁9与桶盖10通过螺栓14连接且连接处加密封圈15密封；桶盖10上预留有压差测量孔16和导线孔17，桶盖10圆心处连接一根立柱18，立柱18顶端连接圆形测量平台19；吸力桶通过压差测量孔16与压差计12相连接。
[0033]多角度高速上拔控制系统包括四通道高速伺服加载仪3，伺服电机4，垂直滑轨5和转向机构；转向机构包括钢环6、滑轮7、钢丝绳8和水平连杆11；四通道高速伺服加载仪3倒置固定于加载横梁2中间位置正下方；所述垂直滑轨5设置于两个相平行的侧面上，采用对角分布，所述伺服电机4固定在垂直滑轨5顶端，所述转向机构底部连接吸力桶，顶部连接四通道高速加载仪3；转向机构包括钢环6、滑轮7、钢丝绳8、水平连杆11；所述水平连杆11相向的设置有两个，分别一端连接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种吸力桶多向倾斜快速上拔模型试验装置，其特征在于，包括开口模型箱(1)、多角度高速上拔控制系统、吸力桶；所述开口模型箱(1)底部为方体结构，方体结构顶面为开口，顶面两个相平行的侧棱中间各设置有两根立杆，所述立杆顶部设置加载横梁(2)；所述多角度高速上拔控制系统包括四通道高速伺服加载仪(3)、伺服电机(4)、垂直滑轨(5)和转向机构；所述四通道高速伺服加载仪(3)倒置固定于加载横梁(2)中间位置正下方；所述垂直滑轨(5)设置于两个相平行的侧面上，并采用对角设置；所述伺服电机(4)固定在垂直滑轨(5)顶端，所述转向机构底部连接吸力桶，顶部连接四通道高速加载仪(3)；所述吸力桶设置有加载点(20)；所述四通道高速伺服加载仪(3)通过转向机构对吸力桶进行上拔加载。2.根据权利要求1所述的一种吸力桶多向倾斜快速上拔模型试验装置，其特征在于，所述开口模型箱(1)框架由角钢焊接，至少一个侧面为透明的有机玻璃板(13)，其余侧面和底面均为钢板；所述有机玻璃板(13)通过连接螺栓与角钢框架固定，在连接处用密封条密封；钢板由角钢框架采用全焊的焊接方式进行固定和密封。3.根据权利要求1所述的一种吸力桶多向倾斜快速上拔模型试验装置，其特征在于，所述转向机构包括钢环(6)、滑轮(7)、钢丝绳(8)、水平连杆(11)；所述水平连杆(11)相向的设置有两个，分别一端连接钢环(6)，一端活动连接于垂直滑轨(5)的凹槽内，并在靠近垂直滑轨(5)的一端通过连接绳连接伺服电机(4)；...

【专利技术属性】
技术研发人员：木林隆，孙建国，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：新型
国别省市：