Tiefsee-Steigleitungen sind Kern komponenten von Öl-und Gastransport-und Meeresboden beobachtungs systemen. Eine langfristige Erosion durch Meeres strömungen führt zu wirbel induzierten Vibrationen (VIV), die Ermüdung schäden und einen Bruch der Steigrohr struktur verursachen und die Betriebs sicherheit gefährden. Herkömmliche Dehnung smess streifen oder Beschleunigung messer können nur lokale Punkt daten erhalten und die dynamische Vollfeld reaktion des Steigers unter komplexen Modi nicht vollständig charakterisieren.
Vor kurzem,EnthüllerTechnische Ingenieure und Forscher eines technischen Labors führten gemeinsam eine berührungs lose Messung des durch Steigrohr wirbel induzierten Vibrations modal experiments auf der Grundlage der DIC-Technologie durch.
1) Erfassen Sie die Vollfeld verschiebung verteilung und das Schwingungs modus entwicklungs gesetz hoher Ordnung des Steigers bei unterschied lichen Durchfluss raten.
2) Quantifizieren Sie den Dehnung konzentration bereich, wenn der Vibrations modus wechselt, und bewerten Sie die Lebensdauer des Riser.
1) Die Hauptkörper größe des Wassertanks: 28m × 10m × 4,5 m.
2) Flexible Riser, Länge 1,5 Meter.
3) Revealer DIC binokulares Hoch geschwindigkeit messgerät, bestehend aus 2 Hoch geschwindigkeit kameras (2560 × 1920 @ 2000fps), einer Hochleistungs-Lichtquelle 300W, einem synchronen Controller, und DIC drei dimensionale Dehnung messung software.
Der erste Schritt besteht darin, ein binokulares Hoch geschwindigkeit messgerät von Revealer DIC zu bauen, das ein Sichtfeld von 2x1,6 m abdeckt, wie in der Abbildung gezeigt.
Schritt 2: Sprühen Sie kontrast reiche Speckle auf die Oberfläche des flexiblen Riser.
Schritt 3: Befestigen Sie den flexiblen Riser in der Mitte des Wassertanks, starten Sie den Wassertank, erhöhen Sie die Motor drehzahl gleichmäßig und kontinuierlich und stellen Sie den Wasser durchfluss auf 2 mt/s pro Sekunde ein.
Schritt 4: Stellen Sie den Kamera winkel auf 20 ° ein, stellen Sie den Fokus ring des Objektivs ein, stellen Sie den Lichtquellen winkel ein, um das Bild klar zu machen, und platzieren Sie die 80mm Punkt abstand kalibrierung platte im Wasser. und führen Sie eine 24-stufige Standard kalibrierung durch. Korrigieren Sie die Bild verzerrung und bestimmen Sie die räumliche Positions beziehung.
Schritt 5: Verwenden Sie die Revealer-Hoch geschwindigkeit kamera, um das Originalbild des schwingenden Zustands des Steigers im Wasserfluss zu sammeln. und verwenden Sie die drei dimensionale Dehnung mess software DIC, um die Verschiebung werte DX/DY/DZ des Steigers in drei Richtungen zu berechnen (Video 1), Und rufen Sie das Modal analyze modul auf, um den Modus des Riser zu analysieren (Video 2).
Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass es Unterschiede in der Verschiebungs-und Dehnung verteilung des Steigrohrs unter verschiedenen Vibrations modi gibt. Im Vibrations modus erster Ordnung konzentrieren sich die Verschiebung und Dehnung des Steigrohrs haupt sächlich auf den mittleren Bereich und nehmen mit der Zunahme der Vibrations frequenz zu. unter dem Vibrations modus zweiter Ordnung, die Verschiebung und Dehnung verteilung des Steigers zeigen offen sichtliche Knoten und Antinoden, Und der Dehnung swert erreicht den Maximalwert an der Antinode, was darauf hinweist, dass die Belastung des Steigers im Vibrations modus zweiter Ordnung konzentrierter und ungleich mäßiger ist und Ermüdung schäden auftreten können.
Das Experiment beweist, dass das binokulare Hochgeschwindigkeits-Dehnung messsystem Thousand Eye Wolf Revealer DIC die Verschiebung und Spannungs verteilung des Steigrohrs unter verschiedenen Vibrations modi genau messen kann. Bereitstellung technischer Unterstützung für wissenschaft liche Forscher bei der Erforschung wirksamerer Maßnahmen zur Reduzierung von Vibrationen.
EnthüllerDas Optical Image Measurement Laboratory ist eine der wichtigsten Forschungs-und Entwicklungs basen, die vom China Science and Technology Vision Reference Metrology Institute und dem inländischen Schlüssel labor der Universität errichtet wurden. Es erstreckt sich über eine Fläche von etwa 200 Quadratmetern und verfügt derzeit über ein Vollzeit-Team für optische Messungen von mehr als 20 Personen, darunter 7 Ärzte. Es bietet umfassende Lösungen auf visueller und Systemebene, die auf Hoch geschwindigkeit fotografie technologie und digitaler bild bezogener Technologie basieren. Es bietet 20kN sitzende und 5kN Desktop-Universal-Test maschinen, Video-Exten so meter, Hoch geschwindigkeit kameras, hoch auflösende Kameras, hochpräzise optische Plattformen für die Verschiebung erkennung. Laser inter fero meter und andere Instrumente und Geräte zur Visual isierung des Spannungs-Dehnung-Verhaltens, des Elastizität moduls, der Dehnung, des Poisson-Verhältnisses und der Riss verlängerung eigenschaften, Usw. von verschiedenen Arten von Materialien wie Metallen, Verbund werkstoffen und elastisch-plastischen Materialien unter dynamischen, statischen und thermischen Belastungen.
EnthüllerDas Optical Image Measurement Laboratory steht Lehrern von Universitäten, Forschungs instituten und technischem Personal aus Unternehmen und Institutionen offen. Bitte vereinbaren Sie einen Termin für die Kommunikation.
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