CN111380640B - 一种可切换弯矩与连接载荷的组合式测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及多模块海洋平台测试技术领域，尤其是一种可切换弯矩与连接载荷的组合式测量装置。其包括多个相互平行设置的测量梁单元，多个所述测量梁单元共同连接多个并排设置的浮体模块，每个测量梁单元上连接的浮体模块以串联连接的形式连接在测量梁单元上，所述测量梁单元包括至少两个串联连接的测量梁，相邻两个所述测量梁之间通过铰接装置铰接连接，所述铰接装置和测量梁端部之间设有测力装置。本发明通过在相邻浮体模块之间同时设置加强梁和铰接装置，并在不同的状态下，切换选用加强梁或铰接装置发挥连接作用，适应了多模块海洋平台不同状态时采用不同连接方式进行水池测试的需求。

Description

一种可切换弯矩与连接载荷的组合式测量装置
技术领域
本发明涉及多模块海洋平台测试技术领域，尤其是一种可切换弯矩与连接载荷的组合式测量装置。
背景技术
多模块海洋平台往往需要通过连接系统将不同模块进行连接固定。由于作业状态时对平台运动的整体性要求较高，即需要平台模块间相对运动较小，因此通常设计一个固定式连接系统，通过该固定式连接系统使得多模块平台的不同模块间形成一个整体。但在生存状态时，由于平台遭遇的风浪条件较大，此时不同模块如果还是采用固定式连接系统进行连接，固定式连接系统将承受巨大的载荷，影响固定式连接系统的安全性。因此，在生存状态时，通常将不同模块间的固定式连接方式转化为铰接连接方式，铰接连接方式能够释放掉连接系统上的垂向弯矩，从而大大提供连接系统的安全性和可靠性。
多模块海洋平台需要在传统水池环境下进行各项参数的测试试验。现有技术中，针对这种在不同状态时采用不同连接方式的多模块海洋平台，传统水池试验中一般都是分别设计两种连接系统模型，在试验中通过置换不同连接系统模型实现不同试验状态的切换，但上述测试方式的试验效率极其低下，且连接系统模型置换过程中的不可控因素较多，无法保证试验在相同状态下完成不同工况的测试，给后续试验数据的分析带来了巨大的挑战。
发明内容
本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种可切换弯矩与连接载荷的组合式测量装置，通过在相邻浮体模块之间同时设置加强梁和铰接装置，并在不同的状态下切换选用加强梁或铰接装置发挥连接作用，适应了多模块海洋平台不同状态时采用不同连接方式进行水池测试的需求，能够让多模块海洋平台的水池模型试验测试变得更加方便可靠。
本发明所采用的技术方案如下：
一种可切换弯矩与连接载荷的组合式测量装置，包括多个相互平行设置的测量梁单元，多个所述测量梁单元共同连接多个并排设置的浮体模块，每个测量梁单元上连接的浮体模块以串联连接的形式连接在测量梁单元上，所述测量梁单元包括至少两个串联连接的测量梁，浮体模块包括能够漂浮在水面的平台结构，测量梁连接在浮体模块的平台结构上，相邻两个所述测量梁之间通过铰接装置铰接连接，所述铰接装置和测量梁端部之间设有测力装置，所述测力装置和测量梁端部之间固设有梁基座，梁基座固定在浮体模块的平台结构上；所述测量梁的各个测量剖面位置的上下表面分别黏贴第一应变片；相邻两个所述测量梁端部上的两个梁基座之间可拆卸的连接加强梁，加强梁中部位置的上下表面分别黏贴第二应变片。
进一步的，铰接装置包括铰接支板，铰接支板上转动连接销轴，销轴两端固定连接在铰接支座两端。
进一步的，测力装置采用三分力仪或六分力仪。
进一步的，测量梁的横截面形状为圆形或“工”字形。
进一步的，浮体模块包括固定连接在平台结构底部中心位置的立柱，立柱下端固定连接浮筒，浮筒在浮力作用下带动平台结构伸出水面。
本发明的有益效果如下：
本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过在相邻浮体模块之间同时设置加强梁和铰接装置，并在不同的状态下切换选用加强梁或铰接装置发挥连接作用，适应了多模块海洋平台不同状态时采用不同连接方式进行水池测试的需求，操作方便快捷；梁基座能够提高相邻测量梁之间的连接强度，同时作为测力装置的安装基座给测力装置提供稳定支撑；测量梁和加强梁分别测量设置位置处剖面的受力情况，计算各剖面位置处的弯矩；测力装置测量相邻两个浮体模块之间的受力情况。
附图说明
图1为本发明的俯视图。
图2为本发明的主视图。
图3为图1中A处放大图。
图4为图2中B处放大图。
图5为图2中C处放大图。
其中：1、测量梁；2、第一应变片；3、梁基座；4、加强梁；5、测力装置；7、平台结构；8、立柱；9、浮筒；10、第二应变片；11、铰接支座；12、销轴；13、铰接支板。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
如图1和图2所示，本发明主要包括多个相互平行设置的测量梁单元，多个测量梁单元共同连接多个并排设置的浮体模块，每个测量梁单元上连接的浮体模块以串联连接的形式连接在测量梁单元上，多个测量梁单元上共同连接的多个浮体模块构成了多模块海洋平台。
如图1和图2所示，测量梁单元包括至少两个串联连接的测量梁1，测量梁1的横截面根据多模块海洋平台剖面惯性矩的要求确定。测量梁1的横截面能够采用多种形状，例如圆形或“工”字形等。浮体模块包括能够漂浮在水面的平台结构7，测量梁1连接在浮体模块的平台结构7上。相邻两个测量梁1之间通过铰接装置铰接连接，铰接装置能够释放相邻浮体模块之间的相对纵摇运动，从而减小测量梁单元上的纵向弯矩载荷。
如图3所示，铰接装置包括铰接支板13，铰接支板13上转动连接销轴12，销轴12两端固定连接在铰接支座11两端，铰接支座11和铰接支板13通过销轴12实现相对转动。
如图3所示，铰接装置和测量梁1端部之间设有测力装置5，测力装置5用于测量相邻两个浮体模块间的连接载荷。根据需要，测力装置5能够采用三分力仪或六分力仪。
如图3所示，为了提高相邻测量梁1之间的连接强度，测力装置5和测量梁1端部之间固设有梁基座3，梁基座3固定在浮体模块的平台结构7上，梁基座3同时作为测力装置5的安装基座给测力装置提供支撑。
如图5所示，根据浮体模块的分段测量剖面位置精确定位出测量梁1的各个测量剖面位置，并在测量梁1的各个测量剖面位置的上下表面分别黏贴第一应变片2，第一应变片2用于测量波浪中海洋平台分段测量剖面上的受力情况。
如图3和图4所示，相邻两个测量梁1端部上的两个梁基座3之间可拆卸的连接加强梁4，加强梁4中部位置的上下表面分别黏贴第二应变片10，第二应变片10同样用于测量波浪中海洋平台分段测量剖面上的受力情况。
在作业状态下，加强梁4和铰接装置同时连接在相邻两个浮体模块之间，此时加强梁4起到主要连接作用。在生存状态时，拆卸加强梁4，相邻两个浮体模块之间通过铰接装置发挥作用，相邻两个浮体模块之间的受力情况通过测力装置5测试。
根据具体结构的不同，浮体模块能够构成多种类型的多模块海洋平台，例如半潜式、浮驳式等。
如图2所示的实施例中，浮体模块包括固定连接在平台结构7底部中心位置的立柱8，立柱8下端固定连接浮筒9，浮筒9在浮力作用下带动平台结构7伸出水面。
本发明在作业状态下，加强梁4和铰接装置同时连接在相邻两个浮体模块之间，此时加强梁4起到主要连接作用。在生存状态时，拆卸加强梁4，相邻两个浮体模块之间通过铰接装置发挥作用，相邻两个浮体模块之间的受力情况通过测力装置5测试。同时，测量梁1和加强梁4上的第一应变片2和第二应变片10分别测量设置位置处剖面的受力情况，计算各剖面位置处的弯矩。本发明通过在相邻浮体模块之间同时设置加强梁4和铰接装置，并在不同的状态下，切换选用加强梁4或铰接装置发挥连接作用，适应了多模块海洋平台不同状态时采用不同连接方式进行水池测试的需求，结构简单，原理明确，操作方便。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (4)

1.一种可切换弯矩与连接载荷的组合式测量装置，包括多个相互平行设置的测量梁单元，多个所述测量梁单元共同连接多个并排设置的浮体模块，每个测量梁单元上连接的浮体模块以串联连接的形式连接在测量梁单元上，其特征在于：所述测量梁单元包括至少两个串联连接的测量梁(1)，浮体模块包括能够漂浮在水面的平台结构(7)，测量梁(1)连接在浮体模块的平台结构(7)上，相邻两个所述测量梁(1)之间通过铰接装置铰接连接，所述铰接装置和测量梁(1)端部之间设有测力装置(5)，所述测力装置(5)和测量梁(1)端部之间固设有梁基座(3)，梁基座(3)固定在浮体模块的平台结构(7)上；所述测量梁(1)的各个测量剖面位置的上下表面分别黏贴第一应变片(2)；相邻两个所述测量梁(1)端部上的两个梁基座(3)之间可拆卸的连接加强梁(4)，加强梁(4)中部位置的上下表面分别黏贴第二应变片(10)；所述铰接装置包括铰接支板(13)，铰接支板(13)上转动连接销轴(12)，销轴(12)两端固定连接在铰接支座(11)两端。
2.如权利要求1所述的一种可切换弯矩与连接载荷的组合式测量装置，其特征在于：所述测力装置(5)采用三分力仪或六分力仪。
3.如权利要求1所述的一种可切换弯矩与连接载荷的组合式测量装置，其特征在于：所述测量梁(1)的横截面形状为圆形或“工”字形。
4.如权利要求1～3中任意一项所述的一种可切换弯矩与连接载荷的组合式测量装置，其特征在于：所述浮体模块包括固定连接在平台结构(7)底部中心位置的立柱(8)，立柱(8)下端固定连接浮筒(9)，浮筒(9)在浮力作用下带动平台结构(7)伸出水面。
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