本实用新型属于海洋工程技术领域，涉及一种大比尺波浪水槽管道涡激振动实验装置。
背景技术：
涡激振动在海洋工程应用中普遍存在，海洋立管等管线结构在流体的绕流分离作用下，引发涡激振动，当涡激振动频率和管线结构本身震动频率相同或相近时，产生共振现象，减少了管线结构本身的使用寿命，这就需要我们通过涡激振动实验来研究涡激振动对管线的影响。传统的波浪水槽涡激振动实验常在脱液水中进行，由于小水槽的流速太小等限制，不便于实验数据的采集，所以要在一种大流速的水槽中进行试验。因而原有的实验装置不能满足于大水槽中的配置，所以急需发明一种大比尺波浪水槽管道涡激振动实验装置。
技术实现要素：
本实用新型要解决的问题是在于提供一种大比尺波浪水槽管道涡激振动实验装置，数据准确，实验效果好。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种大比尺波浪水槽管道涡激振动实验装置，属于海洋工程技术领域，包括固定架、导轨、滑块、弹簧、限位卡、固定支架、位移传感器、水下摄像头、流速仪、铆孔、假底，所述固定架通过铆孔固定在水槽内壁上，所述滑块置于导轨上，所述弹簧上部与限位卡相连且下部与滑块上表面相连，所述限位卡垂直于固定架内侧固定且分为上下两部分，两部分之间的距离与导轨长度相等，所述固定支架一端与滑块下表面相连另一端于测试立管相连，所述位移传感器一个安装在左侧滑块上，另一个安装在右侧固定架上，所述测试立管与固定支架垂直相连，所述三分力传感器固定在立管两端，所述水下摄像头置于固定架所在平面的左侧，所述流速仪置于固定架所在平面的右侧，所述假底固定在水槽底部。
进一步的，所述固定架为碳素钢或合金钢材料制成，用来支撑整个实验装置。
进一步的，所述铆孔贯穿固定架表面。
进一步的，所述导轨和滑块是不锈钢制成，导轨垂直于滑块放置，导轨和滑块形成线轨结构。
进一步的，所述弹簧位于滑块顶端并与导轨平行，弹簧和固定架分别位于导轨左右两侧，弹簧要易于更换。
进一步的，所述流速仪放置在固定架所在平面右侧，共需要布置6个流速仪，流速仪分别放置于位于假底上的两个单独支架上，每个支架上放置3个流速仪且等距放置，两个支架上的流速仪两两平行放置，保证流速仪位置的垂向均匀性和水平方向对称性。
进一步的，所述测试立管垂直固定在固定支架上，测试立管两端分别放置一个三分力传感器。
与现有技术相比，本实用新型具有的优点和积极效果如下：
1.本实用新型在大流速的水槽中进行实验，测得数据准确、可靠，且对环境不会造成不良影响，符合绿色发展的要求。
2.本实用新型所用弹簧易于更换为不同强度，方便多次进行试验，保证了实验的可对比性，方便后续进行进一步分析。
3.本实用新型一共需要布置6个流速仪，流速仪位置保持了垂向均匀性和水平方向对称性，保证了实验数据的准确。
附图说明
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1是本实用新型一种大比尺波浪水槽管道涡激振动实验装置的正面示意图。
图2是本实用新型一种大比尺波浪水槽管道涡激振动实验装置的侧面示意图。
图3是本实用新型一种大比尺波浪水槽管道涡激振动实验装置的局部放大图。
附图标记：
1、固定架；2、导轨；3、滑块；4、弹簧；5、限位卡；6、固定支架；7、位移传感器；8、水下摄像头；9、流速仪；10、铆孔；11、假底；12、三分力传感器；13、测试立管。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细说明。
如图1～图3所示，本实用新型为一种大比尺波浪水槽管道涡激振动实验装置，包括固定架1通过铆孔10固定在水槽内壁上，铆孔10贯穿固定架1表面，滑块3置于导轨2上，弹簧4上部与固定架1相连且下部与滑块3相连，限位卡5固定在固定架1内侧，位移传感器7分别安装在固定架1两侧，一端固定在固定架1上，另一端固定在滑块3上，测试立管13通过固定支架6与滑块3相连，三分力传感器12固定在立管13两端，水下摄像头8置于固定架1所在平面的左侧，流速仪9置于固定架1所在平面的右侧，假底11固定在水槽底部。
优选地，固定架1为碳素钢或合金钢材料制成，大的刚度可以减小不必要的位移，保证实验数据的准确性。
优选地，所述铆孔10贯穿固定架1表面，方便整个实验装置的固定。
优选地，导轨2用来限制弹簧上下移动的方向，滑块3能够在导轨2上移动，导轨2和滑块3是不锈钢材质，不易生锈，保证了实验器材的耐久性。
优选地，弹簧4位于滑块3顶端并与导轨2平行，弹簧4要易于更换，方便实验的实施，并且采用多种强度的弹簧4进行试验，以便获得多种实验数据进行对比分析。
优选地，限位卡5放置于导轨最下端并且垂直于固定架，用来限制弹簧上下运动的最大幅度，使弹簧4保持在正常形变范围内，保证了实验数据的严谨性。
优选地，流速仪9放置在固定架1所在平面右侧，共需要布置6个流速仪9，流速仪9分别放置于位于假底11上的两个单独支架上，每个支架上放置3个流速仪9且等距放置，两个支架上的流速仪9两两平行放置，保证流速仪9位置的垂向均匀性和水平方向对称性。
优选地，测试立管13固定在固定支架6上并与固定支架6垂直，测试立管13两端分别放置一个三分力传感器12，记录立管13两端的受力情况。
在实际工作过程中，固定架1通过铆孔10固定在水槽内壁上，水下摄像头8和流速仪9分别放置于固定架1所在平面的两侧的假底11上。实验开始后，测试立管13通过固定支架6与滑块3相连，滑块3与弹簧4相连，受力开始运动，三分力传感器12产生数据；测试立管13沿导轨2方向产生位移并且受到限位卡5位置约束，位移传感器7产生数据；水下摄像头8清晰观察到测试立管13的运动状态，流速仪9产生数据，通过更换不同强度的弹簧4可以得到多组实验数据，测得数据准确、可靠，且对环境不会造成不良影响，符合绿色发展的要求；在大流速的水槽中进行试验，方便了实验数据的采集。
以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
1.一种大比尺波浪水槽管道涡激振动实验装置，其特征在于：包括固定架(1)、导轨(2)、滑块(3)、弹簧(4)、限位卡(5)、固定支架(6)、位移传感器(7)、水下摄像头(8)、流速仪(9)、假底(11)，所述固定架(1)固定在水槽内壁上，所述导轨(2)安装在固定架(1)上，所述滑块(3)置于导轨(2)上，所述弹簧(4)上部与限位卡(5)相连且下部与滑块(3)上表面相连，所述限位卡(5)垂直于固定架(1)内侧固定且分为上下两部分，两部分之间的距离与导轨(2)长度相等，所述固定支架(6)一端与滑块(3)下表面相连另一端于测试立管相连，所述位移传感器(7)一个安装在左侧滑块(3)上，另一个安装在右侧固定架(1)上，所述测试立管与固定支架(6)垂直相连，三分力传感器(12)固定在立管两端，所述水下摄像头(8)置于固定架(1)所在平面的左侧，所述流速仪(9)置于固定架(1)所在平面的右侧，所述假底(11)固定在水槽底部。
2.根据权利要求1所述的一种大比尺波浪水槽管道涡激振动实验装置，其特征在于：所述固定架(1)是碳素钢或合金钢制成。
3.根据权利要求1所述的一种大比尺波浪水槽管道涡激振动实验装置，其特征在于：所述导轨(2)和滑块(3)是不锈钢制成，导轨(2)垂直于滑块(3)放置，导轨(2)和滑块(3)形成线轨结构。
4.根据权利要求1所述的一种大比尺波浪水槽管道涡激振动实验装置，其特征在于：所述弹簧(4)位于滑块(3)顶端并与导轨(2)平行，弹簧(4)和固定架(1)分别位于导轨(2)左右两侧。
5.根据权利要求1所述的一种大比尺波浪水槽管道涡激振动实验装置，其特征在于：所述流速仪(9)放置在固定架(1)所在平面右侧，共需要布置6个流速仪(9)，流速仪(9)分别放置于位于假底(11)上的两个单独支架上，每个支架上放置3个流速仪(9)且等距放置，两个支架上的流速仪(9)两两平行放置。
6.根据权利要求1所述的一种大比尺波浪水槽管道涡激振动实验装置，其特征在于：所述测试立管(13)垂直固定在固定支架(6)上，测试立管(13)两端分别放置一个三分力传感器(12)。
技术总结