Experimentelle Forschung | Berührungs lose Messung des durch Steigrohr wirbel induzierten Schwingungs modalen Experiments auf Basis der DIC-Technologie
1. Experimentelle Hintergrund
Tiefsee-Steigleitungen sind Kern komponenten von Öl-und Gastransport-und Meeresboden beobachtungs systemen. Die langfristige Erosion durch Meeres strömungen führt zu wirbel induzierten Vibrationen (VIV), was zu Ermüdung schäden und einem Bruch der Steigrohr struktur führt und die Betriebs sicherheit gefährdet. 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.
Kürzlich führten Ingenieure von Qianyanlang Technology und Forscher eines technischen Labors gemeinsam ein berührungs freies Messa xperiment des wirbel induzierten Vibrations modals des Steigers auf der Grundlage der DIC-Technologie durch.
2. Experimentelle Zweck
1) Erfassen Sie die Vollfeld verschiebung verteilung und das Schwingungs modus entwicklungs gesetz hoher Ordnung unter unterschied lichen Strömungs geschwindigkeiten im Steigrohr.
2) Quantifizieren Sie den Dehnung konzentration bereich, wenn der Vibrations modus wechselt, und bewerten Sie die Lebensdauer des Riser.
3. Experimentelle Ausrüstung
1) Abmessungen des Hauptkörpers des Wassertanks: 28 m × 10 m × 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.
4. Experimentelle Prozess und Daten
Der erste Schritt besteht darin, das binokulare Hoch geschwindigkeit messgerät Revealer DIC zu bauen, das ein Sichtfeld von 2x1,6 m abdeckt, wie in der Abbildung gezeigt.
Im zweiten Schritt wird die Oberfläche des flexiblen Riser mit kontrast reichem Speckle besprüht.
Der dritte Schritt besteht darin, den flexiblen Riser in der Mitte des Wassertanks zu fixieren, den Wassertank zu starten, und erhöhen Sie kontinuierlich und gleichmäßig die Motor drehzahl, um den Wasser durchfluss auf stabile 2 mt/s einzustellen.
Schritt 4: Stellen Sie den Kamera winkel auf 20 ° ein, stellen Sie den Fokus ring des Objektivs ein, stellen Sie den Lichtquellen winkel ein, machen Sie das Bild klar, platzieren Sie die 80mm Punkt abstand kalibrierung platte in Wasser. und führen Sie eine 24-stufige Standard kalibrierung durch, um Bild verzerrungen zu korrigieren und die räumliche Positions beziehung zu bestimmen.
Schritt 5 Die Revealer-Hoch geschwindigkeit kamera wurde verwendet, um das Originalbild des schwingenden Zustands des Steigers im Wasserfluss zu sammeln. und die drei dimensionale Dehnung mess software DIC wurde verwendet, um die Verschiebung werte DX/DY/DZ des Steigers in drei Richtungen zu berechnen (Video 1). Und das modale Analyse modul wurde aufgerufen, um den Modus des Riser zu analysieren (Video 2 ).
5. Experimentelle Schluss folgerung
Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass die Verschiebung und Dehnung verteilung des Steigrohrs unter verschiedenen Vibrations modi unterschied lich sind. 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.
Experimente haben gezeigt, dass das binokulare Hochgeschwindigkeits-Dehnung messsystem Revealer DIC die Verschiebung und Spannungs verteilung des Steigers unter verschiedenen Vibrations modi genau messen kann. Bereitstellung technischer Unterstützung für wissenschaft liche Forscher bei der Erforschung wirksamerer Maßnahmen zur Reduzierung von Vibrationen.
Mit optischem Bildgebung mess labor befestigt
Das Qianyanlang Optical Imaging Measurement Laboratory ist eine der wichtigsten Forschungs-und Entwicklungs basen, die vom China Science and Technology Vision Reference Metrology Institute und den Labors der wichtigsten inländischen Universitäten 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 digitalen bild bezogenen Technologien basieren. Es bietet 20kN Sockel und 5kN Desktop-Universal-Prüfmaschinen, 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 elasto plastischen Materialien unter dynamischen, statischen und thermischen Belastungen.
Das Qianyanlang Optical Image Measurement Laboratory steht Lehrern von Universitäten, Forschungs instituten und technischem Personal aus Unternehmen und Institutionen offen. Gerne können Sie einen Termin zur Kommunikation vereinbaren.
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