水下連接器試驗臺總體方案設計及加載性能研究.pdf

1、水下連接器試驗臺是國家科技重大專項“海洋深水工程重大裝備及配套工程技術”的子課題“深水水下生產(chǎn)設備制造、測試裝備及技術研究”的研究內容之一。主要研究內容是研制出能夠模擬水下連接器實際承受外載荷情況的試驗臺，提高我國在深海石油裝備上的技術水平。
　　通過對國外水下連接器的實際承受外載荷情況、承載能力、結構特點，以及國外外載荷試驗臺的測試方法和工作原理的調研，設計一種新的測試方法和工作原理使試驗臺能夠對連接器做四種不同類型外載荷測試，

2、同時還能夠適合不同尺寸的連接器，以及垂直式和水平式連接器，試驗臺還能夠根據(jù)測試要求調節(jié)外載荷的加載速度。根據(jù)水下連接器試驗臺的性能要求和工作原理，對試驗臺進行了總體方案設計，包括機械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。試驗臺作為重型載荷測試裝置，其加載性能十分重要，液壓缸作為加載部件，是試驗臺中最重要的部分，保證液壓缸加載時的穩(wěn)定性至關重要。影響液壓缸穩(wěn)定性有兩個主要因素：
　　第一是試驗臺的機械結構變形。拉壓測試時，四只液壓缸相當于單自由

3、度四桿并聯(lián)機構，加載結構變形會導致液壓缸活塞桿傾斜，使活塞桿承受偏心載荷，液壓缸承載能力會降低，并且結構變形會導致液壓缸球鉸耳環(huán)內球鉸發(fā)生轉動，通過分析試驗臺的結構變形，計算液壓缸活塞桿最大傾斜角以及球鉸最大轉角，驗證活塞桿在最大偏心載荷作用下的強度，以及球鉸最大轉角是否滿足使用要求。
　　第二是液壓缸加載時，能否保持多只液壓缸活塞桿運動位移和作用力相等。對試驗臺液壓控制系統(tǒng)進行了設計，由比例調速閥調節(jié)活塞桿運動速度，用位移傳感器

4、實時檢測活塞桿位移，將數(shù)據(jù)反饋回控制系統(tǒng)，調速閥和位移傳感器通過控制系統(tǒng)形成閉環(huán)反饋，保證多只液壓缸的運動同步?；钊麠U作用力通過力傳感器測量，當活塞桿作用力達到設定要求時，控制系統(tǒng)通過力傳感器反饋信號控制換向閥開啟和關閉。
　　根據(jù)液壓系統(tǒng)原理圖和控制系統(tǒng)方框圖，運用AMEsim軟件對試驗臺液壓控制系統(tǒng)進行了建模，對液壓缸活塞桿運動過程和加載過程進行了仿真分析，通過仿真結果分析液壓控制系統(tǒng)能否保證液壓活塞桿運動的同步和作用力的相等