悬索管桥模拟实验装置及实验方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种悬索管桥模拟实验装置及实验方法，该悬索管桥模拟实验装置包括：悬索管桥模型，悬索管桥模型包括模拟管道和支撑模拟管道的模拟支撑机构；介质供给系统，介质供给系统的两侧分别与模拟管道的首端和尾端连通，介质供给系统包括介质存储箱，介质存储箱内部具有存储空间，存储空间用于存储介质，以对模拟管道供给介质，介质存储箱由透明材料制成；数据采集系统，数据采集系统包括多个传感器，多个传感器连接在悬索管桥模型上，以采集悬索管桥模型的应变数据、位移数据以及温度数据。整个实验过程无需去实际悬索管桥的现场进行，省去了大量的人工成本，既避免了施工危险，也避免了只通过有限元软件仿真模拟造成的实验数据偏差较大的问题。

Simulation experiment device and method of suspension pipe bridge

【技术实现步骤摘要】
悬索管桥模拟实验装置及实验方法
本专利技术涉及悬索管桥实验设备
，具体而言，涉及一种悬索管桥模拟实验装置及实验方法。
技术介绍
悬索管桥通常跨越在山谷、河流之上，这类地形较为凶险、环境比较恶劣，是油气管道检验检测中的盲点，容易发生事故，不仅会影响油气正常输送，还会造成环境破坏，后果严重。为了避免悬索管桥失效，需要研究悬索管桥在各种工况下的失效机理，以便提前预防，及时维修。目前对悬索管桥的研究主要通过有限元软件仿真模拟和在实际管桥上进行数据测试两种技术手段。有限元软件仿真模拟将悬索管桥各部分结构进行简化，将受载情况和边界条件进行假设，在计算机中模拟悬索管桥在不同工况下的响应情况；在实际管桥上进行数据测试，即在真实的悬索管桥上布置数据采集装置，测试管桥自身状况。有限元软件仿真模拟方法，由于在建模过程中存在大量简化和假设，不能反映悬索管桥的真实情况，因此模拟得到数据并不准确，与实际数据误差较大；在实际管桥上进行数据测试的方法，只能在特定时间做特定工况的测试，无法做到各种工况的测试，而且存在测试现场环境复杂，操作困难，测试成本极高的问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种悬索管桥模拟实验装置及实验方法，以解决现有技术中的悬索管桥模拟实验装置测试准确度低的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种悬索管桥模拟实验装置，该悬索管桥模拟实验装置包括：悬索管桥模型，悬索管桥模型包括模拟管道和支撑模拟管道的模拟支撑机构；介质供给系统，介质供给系统的两侧分别与模拟管道的首端和尾端连通，介质供给系统包括介质存储箱，介质存储箱内部具有存储空间，存储空间用于存储介质，以对模拟管道供给介质，介质存储箱由透明材料制成；数据采集系统，数据采集系统包括多个传感器，多个传感器连接在悬索管桥模型上，以采集悬索管桥模型的应变数据、位移数据以及温度数据。进一步地，数据采集系统包括：应变传感器，应变传感器设置在模拟管道和/或模拟支撑机构上，以采集悬索管桥模型的应变数据；位移传感器，位移传感器设置在模拟管道和/或模拟支撑机构上，以采集悬索管桥模型的位移数据；温度传感器，温度传感器设置在模拟管道和/或模拟支撑机构上，以采集悬索管桥模型的温度数据。进一步地，数据采集系统还包括数据采集仪，应变传感器、位移传感器及温度传感器均与数据采集仪电连接。进一步地，介质供给系统包括：供给管路，供给管路的第一端与存储空间连通，供给管路的第二端与模拟管道的首端连通；回流管路，回流管路的第一端与模拟管道的尾端连通，回流管路的第二端与存储空间连通；泵送装置，泵送装置设置在供给管路上，以泵送介质流动。进一步地，介质供给系统还包括：流量计，流量计设置在供给管路上，并位于泵送装置和模拟管道的首端之间；压力计，压力计设置在回流管路上，并位于压力计设置在模拟管道的尾端和介质存储箱之间。进一步地，介质供给系统还包括：节流阀，节流阀设置在供给管路上，并位于泵送装置和流量计之间；截止阀，截止阀设置在回流管路上，并位于压力计和介质存储箱之间。进一步地，悬索管桥模拟实验装置还包括：外部环境模拟装置，外部环境模拟装置架设在悬索管桥模型上，外部环境模拟装置上设置有温度模拟装置及风力模拟装置，以模拟温度及风力。进一步地，温度模拟装置包括换热机构，换热机构具有制冷端和放热端，制冷端设置在外部环境模拟装置的内部，放热端设置在外部环境模拟装置的外部。进一步地，风力模拟装置包括风机，风机设置在外部环境模拟装置的内部，风机的风力可调。根据本专利技术的另一方面，提供了一种悬索管桥模拟实验方法，悬索管桥模拟实验方法使用上述悬索管桥模拟实验装置，方法包括：布置测点步骤：模拟管道上以预定距离间隔设置有多个测点，多个测点以模拟管道的长度方向的中垂线为对称轴对称，多个传感器一一对应地安装在多个测点处；设定介质流量及内压步骤：根据实际悬索管桥正常运行工况下管道内的原油输量和运行压力，按照动力相似比计算得到模拟管道的介质流量和内压；开启介质供给系统步骤：以介质流量和内压为介质提供动力；采集测试数据步骤：待介质流量和内压稳定后，开启数据采集系统，对多个测点进行数据测点。应用本专利技术的技术方案，由于本专利技术的悬索管桥模拟实验装置包括悬索管桥模型、介质供给系统和数据采集系统，包括模拟管道和支撑模拟管道的模拟支撑机构，介质供给系统的两侧分别与悬索管桥模型的模拟管道的首端和尾端连通，多个传感器连接在悬索管桥上，已采集悬索管桥模型的应变数据、位移数据以及温度数据，整个实验过程无需去实际悬索管桥的现场进行，省去了大量的人工成本，既避免了施工危险，也避免了只通过有限元软件仿真模拟造成的实验数据偏差较大的问题。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示意性示出了本专利技术的悬索管桥模拟实验装置的实施例的结构简图；图2示意性示出了本专利技术的模拟管道不同位置的应变变化曲线。其中，上述附图包括以下附图标记：10、悬索管桥模型；20、数据采集仪；30、介质存储箱；31、供给管路；32、回流管路；33、泵送装置；34、流量计；35、压力计；36、节流阀；37、截止阀。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。正如
技术介绍
中记载的，目前对悬索管桥的研究主要通过有限元软件仿真模拟和在实际管桥上进行数据测试两种技术手段。有限元软件仿真模拟将悬索管桥各部分结构进行简化，将受载情况和边界条件进行假设，在计算中模拟悬索管桥在不同工况下的响应情况；在实际管桥上进行数据测试，即在真实的悬索管桥上布置数据采集装置，测试管桥自身状况。有限元软件仿真模拟方法，由于在建模过程中存在大量简化和假设，不能反映悬索管桥的真实情况，因此模拟得到数据并不准确，与实际数据误差较大；在实际管桥上进行数据测试的方法，只能在特定时间做特定工况的测试，无法做到各种工况的测试，而且存在测试现场环境复杂，操作困难，测试成本极高的问题。为了解决上述问题，参加图1所示，本专利技术提供了一种悬索桥模拟实验平台，该悬索桥模拟试验平台包括悬索管桥模型10、介质供给系统和数据采集系统，其中，悬索管桥模型10包括模拟管道和支撑模拟管道的模拟支撑机构；介质供给系统的两侧分别与模拟管道的首端和尾端连通，介质供给系统包括介质存储箱，介质存储箱30内部具有存储空间，存储空间用于存储介质，以对模拟管道供给介质，介质存储箱30由透明材料制成，以便于工作人员对介质存储箱30内部的介质存量及状态进行观测，一旦介质存量减少，即可判断出介质供给系统的管路出现堵塞，及时停止工作；数据采集系统包括多个传感器，多个传感器连接在悬索管桥模型10上，以采集悬索管桥模型10的应变数据、位移数据以及温度数据。整个实验过程无需去实际悬索管桥的现场进行，省去了大本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种悬索管桥模拟实验装置，其特征在于，包括：/n悬索管桥模型(10)，所述悬索管桥模型(10)包括模拟管道和支撑所述模拟管道的模拟支撑机构；/n介质供给系统，所述介质供给系统的两侧分别与所述模拟管道的首端和尾端连通，所述介质供给系统包括介质存储箱，所述介质存储箱(30)内部具有存储空间，所述存储空间用于存储介质，以对所述模拟管道供给介质，所述介质存储箱(30)由透明材料制成；/n数据采集系统，所述数据采集系统包括多个传感器，多个所述传感器连接在所述悬索管桥模型(10)上，以采集所述悬索管桥模型(10)的应变数据、位移数据以及温度数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种悬索管桥模拟实验装置，其特征在于，包括：
悬索管桥模型(10)，所述悬索管桥模型(10)包括模拟管道和支撑所述模拟管道的模拟支撑机构；
介质供给系统，所述介质供给系统的两侧分别与所述模拟管道的首端和尾端连通，所述介质供给系统包括介质存储箱，所述介质存储箱(30)内部具有存储空间，所述存储空间用于存储介质，以对所述模拟管道供给介质，所述介质存储箱(30)由透明材料制成；
数据采集系统，所述数据采集系统包括多个传感器，多个所述传感器连接在所述悬索管桥模型(10)上，以采集所述悬索管桥模型(10)的应变数据、位移数据以及温度数据。


2.根据权利要求1所述的悬索管桥模拟实验装置，其特征在于，所述数据采集系统包括：
应变传感器，所述应变传感器设置在所述模拟管道和/或所述模拟支撑机构上，以采集所述悬索管桥模型(10)的应变数据；
位移传感器，所述位移传感器设置在所述模拟管道和/或所述模拟支撑机构上，以采集所述悬索管桥模型(10)的位移数据；
温度传感器，所述温度传感器设置在所述模拟管道和/或所述模拟支撑机构上，以采集所述悬索管桥模型(10)的温度数据。


3.根据权利要求2所述的悬索管桥模拟实验装置，其特征在于，所述数据采集系统还包括：
数据采集仪(20)，所述应变传感器、所述位移传感器及所述温度传感器均与所述数据采集仪(20)电连接。


4.根据权利要求1所述的悬索管桥模拟实验装置，其特征在于，所述介质供给系统包括：
供给管路(31)，所述供给管路(31)的第一端与所述存储空间连通，所述供给管路(31)的第二端与所述模拟管道的首端连通；
回流管路(32)，所述回流管路(32)的第一端与所述模拟管道的尾端连通，所述回流管路(32)的第二端与所述存储空间连通；
泵送装置(33)，所述泵送装置(33)设置在所述供给管路(31)上，以泵送所述介质流动。


5.根据权利要求4所述的悬索管桥模拟实验装置，其特征在于，所述介质供给系统还包括：
流量计(34)，所述流量计(34)设置在所述供给管路(31)上，并位于所述泵送装置(33)和...

【专利技术属性】
技术研发人员：张平，兰惠清，何仁洋，林楠，
申请(专利权)人：中国特种设备检测研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11