(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210635909.9 (22)申请日 2022.06.06 (71)申请人 青岛海洋工程水 下设备检测有限公 司 地址 266000 山东省青岛市 即墨蓝色硅 谷 核心区创业中心 （凤凰山路以西创业 路以南创业中心） (72)发明人 辛桂振　刘太元　刘程程　李森　 李泽邦　胡平　刘晓　周忠豪　 夏鹏　赵佳　张玉潇　 (74)专利代理 机构 北京信宇创知识产权代理事 务所(普通 合伙) 16121 专利代理师 汪学品 (51)Int.Cl. G01N 3/12(2006.01)G01N 3/28(2006.01) G01N 3/04(2006.01) G01N 3/02(2006.01) (54)发明名称 一种海洋柔性管道多维度运动疲劳测试试 验机及实验方法 (57)摘要 本发明属于海洋柔性管道疲劳实验技术领 域， 且公开了一种海洋柔性管道多维度运动疲劳 测试试验机及实验方法， 包括机架梁， 所述机架 梁的一端通过外层转动轴安装有外层摆动架， 所 述外层摆动架的内侧通过内层转动轴活动安装 有内层摆动架。 本发明通过外层摆动架、 内层摆 动架， 通过竖直和水平的两组液压杆一控制， 令 外层摆动架可以在竖直的两个液压杆一的推拉 下绕b轴转动， 令内层摆动架可 以在水平的两个 液压杆一的推拉下绕a轴转动， 同时液压杆二也 可以对被测样品的长度进行拉伸， 由此实现对被 测样品在三维的坐标系中的进行运动疲劳测试， 弥补了现有技术中不能针对被测样品进行多维 疲劳测试的缺陷， 具有明显的进步。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 114878347 A 2022.08.09 CN 114878347 A 1.一种海洋柔性管道多维度运动疲劳测试试验机， 包括机架梁(1)， 其特征在于： 所述 机架梁(1)的一端通过外层转动轴(61)安装有外层摆动架(2)， 所述外层摆动架(2)的内侧 通过内层转动轴(62)活动安装有内层摆动架(3)， 所述内层 摆动架(3)的内侧固定安装有固 定板(4)， 所述固定板(4)的内侧固定连接有连接法兰(8)， 所述机架梁(1)的另一端固定安 装有安装架(11)， 所述安装架(11)的顶部通过安装板(12)固定安装有液压杆二(10)， 所述 液压杆二(10)的输出端和连接法兰(8)之间均通过法兰盘固定连接有被测样品(9)； 所述外层转动轴(61)水平设置有两个且安装于外层摆动架(2)的外周面和机架梁(1) 之间， 所述内层转动轴(62)竖直设置有两个安装于内层摆动架(3)的外周面和 外层摆动架 (2)之间， 所述机架梁(1)上固定安装有四个液压杆一(5)， 呈竖直设置的两个所述液压杆一 (5)的输出端与外层摆动架(2)的顶部和底部接触连接， 呈水平设置的两个液压杆一(5)的 输出端与内层摆动架(3)的左侧 和右侧接触连接 。 2.根据权利要求1所述的一种 海洋柔性管道多维度运动 疲劳测试试验机， 其特征在于： 所述安装架(11)的顶部开设有两列等间距布设的定位孔(13)， 所述安装板(12)的可沿两列 定位孔(13)的延伸方向在任意定位 孔(13)处固定 。 3.根据权利要求1所述的一种 海洋柔性管道多维度运动 疲劳测试试验机， 其特征在于： 所述外层摆动架(2)通过两个水平设置的外层转动轴(61)能绕b轴旋转， 所述内层摆动架 (3)通过两个竖直设置的内层转动轴(62)能绕 a轴旋转。 4.根据权利要求1所述的一种 海洋柔性管道多维度运动 疲劳测试试验机， 其特征在于： 所述外层摆动架(2)旋转时， 竖直设置的两个液压杆一(5)分别呈现伸长和回缩的状态； 所述内层摆动架(3)旋转时， 水平设置的两个液压杆一(5)分别呈现伸长和回缩的状 态。 5.根据权利要求4所述的一种 海洋柔性管道多维度运动 疲劳测试试验机， 其特征在于： 所述外层摆动架(2)和内层摆动架(3)的转动角度范围为0 ‑30度。 6.根据权利要求1所述的一种 海洋柔性管道多维度运动 疲劳测试试验机， 其特征在于： 所述机架梁(1)的内侧设有水槽(14)， 所述水槽(14)中填充有环 境模拟介质， 所述被测样品 (9)埋设于环境模拟介质中。 7.根据权利要求6所述的一种 海洋柔性管道多维度运动 疲劳测试试验机， 其特征在于： 所述环境模拟介质为海水和砂中的一种或两种的组合。 8.根据权利要求1 ‑7所述的一种海洋柔性管道多维度运动疲劳测试试验机的实验方 法， 其特征在于： S1.将被测样品(9)放置于水槽(14)中， 其两端穿出至外部 并做密封处理后与液压杆二 (10)和连接法兰(8)之间连接， 向水槽(14)中填充环境模拟介质； S2.控制液压杆二(10)单独运动对被测样品(9)进行拉伸试验； S3.控制液压杆一(5)带动外层摆动架(2)和内层摆动架(3)运动从而带动被测样品(9) 进行上下摆动、 左右摆动或者上 下左右同时摆动， 从而达 到进行拉弯组合试验； S4.控制液压杆一(5)带动外层摆动架(2)和内层摆动架(3)运动从而带动被测样品(9) 进行摆动， 控制液压杆二(10)带动被测样品(9)被拉伸， 实现对被测样品(9)进行上下摆动、 左右摆动、 前后摆动、 上下左右摆动、 上下前后摆动、 左右前后摆动 或上下左右前后摆动的 疲劳实验。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114878347 A 2一种海洋柔性管道多维度运动疲劳测试 试验机及 实验方法 技术领域 [0001]本发明属于海洋柔性管道疲劳实验技术领域， 具体为一种海洋柔性管道多维度运 动疲劳测试 试验机及实验方法。 背景技术 [0002]海洋柔性管道是海洋工程的重要组成部分， 其可以将海洋工程的各个设施相互联 系， 形成一个相互协调的作业生产操作系统， 是搭建海洋工程平台的重要组分之一， 因此针 对海洋柔性管道的实验也是海洋工程应用的重要一环。 [0003]疲劳寿命试验是海洋柔性立管研发和使用过程中必不可少的环节， 要得到管道疲 劳寿命， 通常需要设计针对海洋柔性立管 的疲劳试验机进行模拟在位工况 的疲劳试验， 管 道疲劳试验一般是将管道试样固定在试验机上， 疲劳试验机分为上下摆动式疲劳试验机和 水平摆动疲劳试验机， 通常的疲劳试验机由三部分组成， 摆动机构、 样品固定装置与主体框 架， 由摆动机构提供试样运动的动力， 由于现有技术中疲劳实验机的摆动机构仅可以实现 上下和水平的摆动， 因此不能进行三维立体摆动拉弯组合疲劳试验， 并且存在摆动机构体 型较大、 结构复杂而不灵活的情况， 且现有技术中的疲劳实现机无法在砂 ‑水混合物环境中 模拟管道疲劳的情况， 因此其测试 的环境难以真实的模拟处海洋的实际情景， 对测试 的结 果准确度产生负面影响。 发明内容 [0004]本发明的目的在于提供一种海洋柔性管道多维度运动疲劳测试试验机及实验方 法， 以解决上述背景技 术中提出的问题。 [0005]为了实现上述目的， 本发明提供如下技术方案： 一种海洋柔性管道多维度运动疲 劳测试试验机及实验方法， 包括机架梁， 所述机架梁的一端通过外层转动轴安装有外层摆 动架， 所述外层摆动架的内侧 通过内层转动轴活动安装有内层摆动架， 所述内层摆动架的 内侧固定安装有固定板， 所述固定板的内侧固定连接有连接法兰， 所述机架梁的另一端固 定安装有安装架， 所述安装架的顶部通过安装板固定安装有液压杆二， 所述液压杆二的输 出端和连接法兰之间均通过法兰盘固定连接有被测样品； [0006]所述外层转动轴水平 设置有两个且安装于外层摆动架的外周面和机架梁之间， 所 述内层转动轴竖直设置有两个安装于内层 摆动架的外周面和外层摆动架之 间， 所述机架梁 上固定安装有四个液压杆一， 呈竖直设置的两个所述液压杆一的输出端通过连接扣与外层 摆动架的顶部和底部连接， 呈水平设置的两个液压杆一的输出端通过连接扣与内层 摆动架 的左侧和右侧连接 。 [0007]优选地， 所述安装架的顶部开设有两列等间距布设的定位孔， 所述安装板 的可沿 两列定位 孔的延伸方向在任意定位 孔处固定 。 [0008]优选地， 所述外层摆动架通过两个水平设置的外层转动轴能绕b轴旋转， 所述内层 摆动架通过两个竖直设置的内层转动轴能绕 a轴旋转。说　明　书 1/4 页 3 CN 114878347 A 3