并列柔性立管涡激振动响应测试装置

摘要

本发明提供了一种并列柔性立管涡激振动响应的测定装置，通过旋转螺栓实现对并列柔性立管间距离的调节；测定相关受力应变等动力响应参数的大小；任意改变双管所成平面相对于流场方向所成夹角的大小；充分利用深水实验池的条件模拟涡激振动的响应环境；通过移动整个装置使其与流体有相对运动来模拟均匀流场与振荡流场；通过每个柔性管末端连接的张紧器调节预张力的大小并在振动过程中起到缓冲作用；通过挡流板排除装置在运动过程中因流场改变对立管产生的影响。装置整体便于安装，采用模块化设计，双管间距与角度的调节相互独立，并且装置容易改进为多管振动试验装置，适应性能良好。

权利要求

1.一种并列柔性立管涡激振动响应测试装置，其特征在于，包括整体支撑模块、角度调节模块、距离调节模块、张力调节模块、参数测定模块、流场模拟模块；

整体支撑模块与流场模拟模块相连，角度调节模块与距离调节模块分别连接于整体支撑模块的上下支撑板之间，张力调节模块连接距离调节模块，张力调节模块的尾部与角度调节模块啮合，参数测定模块的一端通过万向节与张力调节模块相连接，参数测定模块另一端与实验用柔性立管相连接；

整体支撑模块包括第一圆盘、第一螺栓、薄板组件、档流板；

第一圆盘设置在整体支撑模块的尾部，所述第一圆盘的一面通过螺钉与流场模拟模块相连，第一圆盘的另一面通过第一螺栓与档流板相连，且第一圆盘、第一螺栓与档流板共轴心；

薄板组件通过螺钉将第一圆盘与档流板相连，且薄板组件、第一圆盘、档流板三者相对静止，能够支撑装置。

2.根据权利要求1所述的并列柔性立管涡激振动响应测试装置，其特征在于，所述第一螺栓的前部、后部设置为没有螺纹，第一螺栓的中部的前后分别设置方向相反的螺纹，分别记为正螺纹、反螺纹，第一螺栓的前部穿过档流板，第一螺栓能够绕轴心旋转。

3.根据权利要求2所述的并列柔性立管涡激振动响应测试装置，其特征在于，角度调节模块包括第二圆盘、第一齿轮、第二齿轮；

第二圆盘套在第一螺栓的后部，且能够旋转，第二圆盘的周围设置有齿；

第一齿轮、第二齿轮分别通过连接件与第一圆盘相连，第一齿轮、第二齿轮相对于第一圆盘的圆心对称分布，且第一齿轮、第二齿轮、第一圆盘三者的圆心共直线，转动第二圆盘时，第一齿轮、第二齿轮同步转动。

4.根据权利要求3所述的并列柔性立管涡激振动响应测试装置，其特征在于，距离调节模块包括套环组件、第一刚性杆组件；

套环组件中的第一套环套在正螺纹，套环组件中的第二套环套在反螺纹，且第一套环、第二套环与正螺纹、反螺纹的交界处的距离相等；

第一套环、第二套环的左右两侧分别铰接在第一刚性杆组件的内端，使得第一刚性杆组件能够在水平方向旋转，且竖直方向固定；

套环组件中的第三套环、第四套环、第五套环、第六套环分别铰接在第一刚性杆组件的外端，第三套环、第四套环、第五套环、第六套环的直径相同，保持第一刚性杆组件被薄板组件夹紧，不受第一螺栓的转动影响。

5.根据权利要求4所述的并列柔性立管涡激振动响应测试装置，其特征在于，张力调节模块包括内筒、外筒、第三圆盘、弹簧、第二螺栓、第二刚性杆组件；

外筒的外筒臂上分别设置有凹槽，所述凹槽分别与第三套环、第四套环、第五套环、第六套环相连接，且第三套环、第四套环、第五套环、第六套环之间沿外筒臂的方向的距离固定；

外筒的末端设置有齿轮结构，所述齿轮结构与第一齿轮、第二齿轮啮合，且外筒的半径与第一齿轮的半径、第二齿轮的半径之和，等于第二圆盘的半径；

内筒套在外筒内部，内筒的前端连接第二刚性杆组件，内筒从外筒伸出，伸出部分能够穿过档流板；

第三圆盘与第二螺栓连接，第二螺栓上套有弹簧，弹簧的前端抵住第三圆盘，弹簧的后端抵住内筒后端。

6.根据权利要求5所述的并列柔性立管涡激振动响应测试装置，其特征在于，参数测定模块包括三分力仪、万向节；

万向节的后端通过螺钉与第二刚性杆组件连接，万向节的前端通过螺钉与三分力仪连接。

7.根据权利要求1所述的并列柔性立管涡激振动响应测试装置，其特征在于，流场模拟模块包括竖直导轨、水平导轨、第一滑块、第二滑块；

第一滑块设置在水平导轨上，第二滑块设置在竖直导轨上；

水平导轨能够固定装置，竖直导轨通过螺钉与第一滑块连接，第一滑块、第二滑块分别通过驱动装置驱动。

说明书

并列柔性立管涡激振动响应测试装置

技术领域

[0001] 本发明涉及海洋工程技术领域的装置，具体地，涉及一种并列柔性立管涡激振动响应测试装置，尤其是涉及一种可于深水实验池模拟不同流场下并列柔性立管涡激振动响应，并测定涡激振动响应特性的装置。

背景技术

[0002] 海洋平台下方的柔性立管是完成平台各项功能的重要组成部分，在洋流和海浪的作用下，柔性立管后方会产生交替泄涡使立管在垂直于流场方向上发生振动，称为涡激振动。多根柔性立管之间涡激振动产生的流场变化相互影响，使得立管间距在一定范围内时立管的相互影响作用会加剧涡激振动，严重时可使立管发生破坏，造成严重事故。因此研究双立管之间涡激振动响应情况对实际工程有十分重大的意义。

[0003] 当下关于涡激振动的研究大多停留在单根管上，对于双根管的研究大多通过计算流体力学建立模型对实际状况进行模拟，或者通过实验测量。前者缺乏事实依据，模型的构建可能与实际情况有很大偏差；后者有以下缺点：立管大多用两根刚性圆柱代替，与实际情况不符；对于两管角度的研究也大多停留在水平垂直与45°位置，工况太少而且模型不能形象模拟实际情况；大多研究均匀流，而缺少模拟剪切流与振荡流等多种情况，因此当下关于双根管的涡激振动研究成果对实际工程上的意义十分有限。

发明内容

[0004] 针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种并列柔性立管涡激振动响应测试装置。

[0005] 根据本发明提供的一种并列柔性立管涡激振动响应测试装置，包括整体支撑模块、角度调节模块、距离调节模块、张力调节模块、参数测定模块、流场模拟模块；

[0006] 整体支撑模块与流场模拟模块相连，角度调节模块与距离调节模块分别连接于整体支撑模块的上下支撑板之间，张力调节模块连接距离调节模块，张力调节模块的尾部与角度调节模块啮合，参数测定模块的一端通过万向节与张力调节模块相连接，参数测定模块另一端与实验用柔性立管相连接。

[0007] 优选地，所述整体支撑模块包括第一圆盘、第一螺栓、薄板组件、档流板；

[0008] 第一圆盘设置在整体支撑模块的尾部，所述第一圆盘的一面通过螺钉与流场模拟模块相连，第一圆盘的另一面通过第一螺栓与档流板相连，且第一圆盘、第一螺栓与档流板共轴心；

[0009] 薄板组件通过螺钉将第一圆盘与档流板相连，且薄板组件、第一圆盘、档流板三者相对静止，能够支撑装置。

[0010] 优选地，所述第一螺栓的前部、后部设置为没有螺纹，第一螺栓的中部的前后分别设置方向相反的螺纹，分别记为正螺纹、反螺纹，第一螺栓的前部穿过档流板，第一螺栓能够绕轴心旋转。

[0011] 优选地，角度调节模块包括第二圆盘、第一齿轮、第二齿轮；

[0012] 第二圆盘套在第一螺栓的后部，且能够旋转，第二圆盘的周围设置有齿；

[0013] 第一齿轮、第二齿轮分别通过连接件与第一圆盘相连，第一齿轮、第二齿轮相对于第一圆盘的圆心对称分布，且第一齿轮、第二齿轮、第一圆盘三者的圆心共直线，转动第二圆盘时，第一齿轮、第二齿轮同步转动。

[0014] 优选地，距离调节模块包括套环组件、第一刚性杆组件；

[0015] 套环组件中的第一套环套在正螺纹，套环组件中的第二套环套在反螺纹，且第一套环、第二套环与正螺纹、反螺纹的交界处的距离相等；

[0016] 第一套环、第二套环的左右两侧分别铰接在第一刚性杆组件的内端，使得第一刚性杆组件能够在水平方向旋转，且竖直方向固定；

[0017] 套环组件中的第三套环、第四套环、第五套环、第六套环分别铰接在第一刚性杆组件的外端，第三套环、第四套环、第五套环、第六套环的直径相同，保持第一刚性杆组件被薄板组件夹紧，不受第一螺栓的转动影响。

[0018] 优选地，张力调节模块包括内筒、外筒、第三圆盘、弹簧、第二螺栓、第二刚性杆组件；

[0019] 外筒的外筒臂上分别设置有凹槽，所述凹槽分别与第三套环、第四套环、第五套环、第六套环相连接，且第三套环、第四套环、第五套环、第六套环之间沿外筒臂的方向的距离固定；

[0020] 外筒的末端设置有齿轮结构，所述齿轮结构与第一齿轮、第二齿轮啮合，且外筒的半径与第一齿轮的半径、第二齿轮的半径之和，等于第二圆盘的半径；

[0021] 内筒套在外筒内部，内筒的前端连接第二刚性杆组件，内筒从外筒伸出，伸出部分能够穿过档流板；

[0022] 第三圆盘与第二螺栓连接，第二螺栓上套有弹簧，弹簧的前端抵住第三圆盘，弹簧的后端抵住内筒后端。

[0023] 优选地，参数测定模块包括三分力仪、万向节；

[0024] 万向节的后端通过螺钉与第二刚性杆组件连接，万向节的前端通过螺钉与三分力仪连接。

[0025] 优选地，流场模拟模块包括竖直导轨、水平导轨、第一滑块、第二滑块；

[0026] 第一滑块设置在水平导轨上，第二滑块设置在竖直导轨上；

[0027] 水平导轨能够固定装置，竖直导轨通过螺钉与第一滑块连接，第一滑块、第二滑块分别通过驱动装置驱动。

[0028] 与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

[0029] 1.本发明能够模拟均匀流以及振荡流等多种流场；

[0030] 2.本发明能够调节任意立管间距，在2-10倍管径的范围内通过旋转螺栓调节间距，便捷而且精确度高；

[0031] 3.本发明能够任意调节角度，而且保证在旋转过程中立管不发生自转，使采集数据与数据处理更加方便；

[0032] 4.本发明能够防止立管扭转，精确采集到三个方向的力；

[0033] 5.本发明能够通过旋转螺栓任意调节立管张力大小，模拟海洋中真实情况；

[0034] 6.本发明张力调节，角度调节，距离调节均相互独立，使整个装置便于改装，灵活性高；

[0035] 7.本发明整体装卸与操作均简单，方便实验进行。

附图说明

[0036] 通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

[0037] 图1为本发明的结构示意图；

[0038] 图2为本发明的流场模拟模块(驱动模块)示意图；

[0039] 图3为本发明的整体支撑模块与角度调节模块示意图；

[0040] 图4为本发明的角度调节模块组装3D透视图；

[0041] 图5为本发明的角度调节与结构支撑模块组装正剖图；

[0042] 图6为本发明的双螺纹螺栓示意图；

[0043] 图7为本发明的距离调节模块的主视图；

[0044] 图8为本发明的距离调节模块的组装3D图；

[0045] 图9为本发明的距离调节模块的正面剖视图；

[0046] 图10为本发明的张紧器外筒正视图；

[0047] 图11为本发明的张紧器内筒3D图；

[0048] 图12为本发明的张紧器螺栓3D图；

[0049] 图13为本发明的张紧器组装3D透视图；

[0050] 图14为本发明的张紧器组装中剖面视图；

[0051] 图15为本发明的三分力仪示意图；

[0052] 图16为本发明的万向节3D图。

具体实施方式

[0053] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

[0054] 本装置针对现有技术上存在的上述不足，提供一种能够模拟多种流场与工况条件下的并列柔性立管涡激振动响应的测定装置，具有能够模拟距离2-10倍管径范围内的双管各个间距的情况，能够任意调节双管与流场方向之间的角度并保持立管不发生转动，能够模拟均匀流与振荡流等多种流场，能够测定立管涡激振动相关参数等优点。

[0055] 根据本发明提供的一种并列柔性立管涡激振动响应测试装置，包括整体支撑模块、角度调节模块、距离调节模块、张力调节模块、参数测定模块、流场模拟模块；

[0056] 整体支撑模块与流场模拟模块相连，角度调节模块与距离调节模块分别连接于整体支撑模块的上下支撑板之间，张力调节模块连接距离调节模块，张力调节模块的尾部与角度调节模块啮合，参数测定模块的一端通过万向节与张力调节模块相连接，参数测定模块另一端与实验用柔性立管相连接。

[0057] 具体地，所述整体支撑模块包括第一圆盘、第一螺栓、薄板组件、档流板；

[0058] 第一圆盘设置在整体支撑模块的尾部，所述第一圆盘的一面通过螺钉与流场模拟模块相连，第一圆盘的另一面通过第一螺栓与档流板相连，且第一圆盘、第一螺栓与档流板共轴心；

[0059] 薄板组件通过螺钉将第一圆盘与档流板相连，且薄板组件、第一圆盘、档流板三者相对静止，能够支撑装置。优选地，薄板组件由分布在上下左右各4块薄板组成，第一圆盘通过螺钉与流场模拟模块的第二滑块相连，使得整体装置能够随着第二滑块位置的移动而移动。

[0060] 具体地，所述第一螺栓的前部、后部设置为没有螺纹，第一螺栓的中部的前后分别设置方向相反的螺纹，分别记为正螺纹、反螺纹，第一螺栓的前部穿过档流板，第一螺栓能够绕轴心旋转。优选地，4块薄板通过螺钉将第一圆盘与档流板相连，构成整体装置的支撑框架。

[0061] 具体地，角度调节模块包括第二圆盘、第一齿轮、第二齿轮；

[0062] 第二圆盘套在第一螺栓的后部，且能够旋转，第二圆盘的周围设置有齿；

[0063] 第一齿轮、第二齿轮分别通过连接件与第一圆盘相连，第一齿轮、第二齿轮相对于第一圆盘的圆心对称分布，且第一齿轮、第二齿轮、第一圆盘三者的圆心共直线，转动第二圆盘时，第一齿轮、第二齿轮同步转动。

[0064] 具体地，距离调节模块包括套环组件、第一刚性杆组件；

[0065] 套环组件中的第一套环套在正螺纹，套环组件中的第二套环套在反螺纹，且第一套环、第二套环与正螺纹、反螺纹的交界处的距离相等；

[0066] 第一套环、第二套环的左右两侧分别铰接在第一刚性杆组件的内端，使得第一刚性杆组件能够在水平方向旋转，且竖直方向固定；

[0067] 套环组件中的第三套环、第四套环、第五套环、第六套环分别铰接在第一刚性杆组件的外端，第三套环、第四套环、第五套环、第六套环的直径相同，保持第一刚性杆组件被薄板组件夹紧，不受第一螺栓的转动影响。优选地，第三套环、第四套环、第五套环、第六套环被所述4块薄板夹紧，放置四个第一刚性杆由于第一螺栓的旋转而发生转动。

[0068] 具体地，张力调节模块包括内筒、外筒、第三圆盘、弹簧、第二螺栓、第二刚性杆组件；

[0069] 外筒的外筒臂上分别设置有凹槽，所述凹槽分别与第三套环、第四套环、第五套环、第六套环相连接，且第三套环、第四套环、第五套环、第六套环之间沿外筒臂的方向的距离固定；

[0070] 外筒的末端设置有齿轮结构，所述齿轮结构与第一齿轮、第二齿轮啮合，且外筒的半径与第一齿轮的半径、第二齿轮的半径之和，等于第二圆盘的半径；

[0071] 内筒套在外筒内部，内筒的前端连接第二刚性杆组件，内筒从外筒伸出，伸出部分能够穿过档流板；

[0072] 第三圆盘与第二螺栓连接，第二螺栓上套有弹簧，弹簧的前端抵住第三圆盘，弹簧的后端抵住内筒后端。优选地，在调节距离时，通过扭转第一螺栓，使得第一套环、第二套环向相反的方向移动，通过调节第一套环、第二套环之间的距离使得两个外筒之间的距离发生变化。外筒末端的此轮结构与第一齿轮、第二齿轮啮合，保证在通过转动第二圆盘来调节角度时，两个外筒不会自身转动。内筒套于外筒内部，小圆盘直接与螺栓固定连接，螺栓上套有弹簧，螺栓直接穿过内筒尾部，穿出外筒尾部，与内筒之间光滑，与外筒通过外筒末端开孔处螺纹接触。旋转螺栓可以调节内筒尾部与圆盘之间的距离，通过压缩弹簧同时给予立管一定的张力，内筒前端固接一个刚性杆穿过外筒，且与外筒光滑连接。

[0073] 具体地，参数测定模块包括三分力仪、万向节；

[0074] 万向节的后端通过螺钉与第二刚性杆组件连接，万向节的前端通过螺钉与三分力仪连接，万向节防止立管扭转，三分力仪测定立管在三个方向上的受力情况。

[0075] 具体地，流场模拟模块包括竖直导轨、水平导轨、第一滑块、第二滑块；

[0076] 第一滑块设置在水平导轨上，第二滑块设置在竖直导轨上；

[0077] 水平导轨能够固定装置，竖直导轨通过螺钉与第一滑块连接，第一滑块、第二滑块分别通过驱动装置驱动，通过第一滑块、第二滑块的运动，模拟不同流场环境。

[0078] 以下结合附图对本发明的优选例做进一步阐述。

[0079] 如图1所示，本发明的装置包括：角度调节模块，距离调节模块，张力调节模块，参数测定模块，流场模拟模块(驱动模块)，整体支撑模块。其中：所述整体支撑模块与流场模拟模块相连，所述角度调节模块与距离调节模块均连接于整体支撑模块的上下支撑板之间，所述张力调节模块连接于距离调节模块，并且尾部与所述角度调节模块通过齿轮啮合，所述参数测定模块通过万向节与张力调节模块相连接，参数测定模块另一端部与实验用柔性立管相连接。

[0080] 所述并列柔性立管涡激振动响应测试装置整体水平安装在深水实验池中，装置通过铆钉与深水实验池上方的钢梁相连接，整体具有便于安装拆卸，能模拟多种工况，操作便捷，灵活性高等优点。

[0081] 如图2所示，所述流场模拟模块由竖直导轨，水平导轨，滑块组成，水平导轨通过铆钉与实验池上方的钢梁相连接，使整个装置固定下来，竖直导轨通过螺钉与水平导轨上的第一滑块相连接，在竖直导轨上连接第二滑块，第一滑块与第二滑块均通过驱动装置沿导轨运动，在试验中可以控制导轨端部的发动机来控制滑块匀速或往返运动，与流体之间建立相互运动来模拟均匀流、振荡流等不同的流场环境；

[0082] 如图3所示，所述整体支撑模块由第一圆盘，第一螺栓，薄板组件、挡流板组成，薄板组件包括上下左右各4块薄板，整体支撑模块将尾部的第一圆盘通过螺钉与流场模拟模块中的第二滑块相连，使整体装置能够随着滑块位置移动而移动。第一螺栓将挡流板与第一圆盘相连并且三者共轴心，第一螺栓前部与后部均没有螺纹，在中部的前后分别分布方向相反的螺纹，第一螺栓穿过挡流板，可以绕轴心旋转，四块薄板通过螺钉将第一圆盘与挡流板相连并且保持三者相对静止，构成了整个装置的支撑框架，所述整体支撑模块将整个装置的活动范围限制于一定区域内，起到防止装置本身对流场的干扰作用，其组成部分也是使所述距离调节模块，角度调节模块完成相应功能的重要组成部分。

[0083] 如图4、图5所示，所述角度调节模块由第二圆盘、第一齿轮、第二齿轮组成，第二圆盘套于第一螺栓无螺纹部位上且可以旋转，周围有齿；第一齿轮、第二齿轮分别通过螺钉与一小圆柱连接件连接于整体支撑模块中的第一圆盘上，齿轮中心与第一圆盘圆心共直线且关于圆心对称分布，齿轮所在位置恰好能够使齿轮与第二圆盘上的齿啮合，转动第二圆盘能够使两个齿轮同步旋转。

[0084] 如图6、7、8、9所示，所述距离调节模块由六个套环，四个刚性杆组成。第一套环、第二套环分别套于第一螺栓的正反螺纹处，且距离正反螺纹的交界处距离相等。四根刚性杆分别分布于第一套环、第二套环的左右两侧，且与第一套环、第二套环铰接，使得刚性杆能够在水平方向上旋转而在竖直方向上固定。第三套环、第四套环、第五套环、第六套环分别铰接于四个刚性杆的外端，仅能水平旋转，且直径相同，被整体支撑模块中四块薄板夹紧，防止四根刚性杆由于第一螺栓的旋转而发生转动。所述距离调节模块在调节距离时通过扭转第一螺栓使得第一套环、第二套环向相反的方向移动，由于第三套环、第四套环、第五套环、第六套环之间的间距固定，因此通过调节第一套环、第二套环的距离使得四根刚性杆与第一螺栓之间的角度发生变化，导致两个外筒之间的距离发生变化。图7中连接件的正视图中，每个连接件有三个套环，两根刚性杆，共两个连接件。

[0085] 如图10所示，所述张力调节模块由内筒，外筒，小圆盘，弹簧，螺栓，两个刚性杆组成。两个外筒分别通过外筒壁上的凹槽套于距离调节模块中的第三套环、第四套环、第五套环、第六套环中，凹槽保证第三套环、第四套环、第五套环、第六套环之间距离不变。所述张力调节模块外筒末端为齿轮结构，与角度调节模块中的第一齿轮、第二齿轮啮合，且半径关系满足外筒半径+齿轮半径＝第二圆盘半径，保证在通过转动第二圆盘来调节角度时，两个外筒不会自身转动。所述张力调节模块内筒套于外筒内部，第三圆盘直接与螺栓2，3固接，螺栓2，3上套有弹簧螺栓直接穿过内筒尾部，穿出外筒尾部，与内筒之间光滑，与外筒通过外筒末端开孔处螺纹接触。旋转螺栓可以调节内筒尾部与圆盘之间的距离，通过压缩弹簧给予立管大小可任意调节的张力，也可以在立管振动过程中给予立管缓冲防止由于张力过大被破坏。所述内筒前端焊接一个刚性杆穿过外筒，且与外筒光滑连接。所述角度调节模块，距离调节模块，张力调节模块对应的三个参量之间的调节互不影响，使通过最简单的操作是实验能够进行多组工况的研究。

[0086] 所述参数测定模块由三分力仪、万向节组成。所述万向节通过螺钉与张力调节模块中刚性杆固接，万向节前端与所述三分力仪通过螺钉固接。万向节防止立管扭转，三分力仪测定立管在三个方向上的受力情况。

[0087] 在具体实施过程中，如图1所示，本发明的装置的整体部件设置，在3号4号位置是整体支撑模块与角度调节模块，5号位置距离调节模块，6号位置张力调节模块，7号位置参数测定模块，1、2号位置流场模拟模块(驱动模块)。其中：所述整体支撑模块与图2流场模拟模块相连，图3中，角度调节模块与图四距离调节模块均连接于10号位置整体支撑模块的上下支撑板之间，图5中，张力调节模块连接于距离调节模块，并且尾部与所述角度调节模块通过齿轮啮合，参数测定模块通过图16的万向节与张力调节模块相连接，参数测定模块之前连接实验用的柔性立管。

[0088] 图1所标注的位置1为竖直导轨，在竖直导轨中心处通过螺钉与图四螺栓末端14号位置相连接，图3中12号位置为挡流板。图6中13位置处为反向螺纹，图7中16处的圆环套于上述图6中的13号位置，且两个连接件分别套在两个方向的螺纹上，图7中的17号处为铰接。图10为外筒的主视图，外筒套在图7的15号位置的圆环内，外筒后端20号位置为外齿轮，与图3的9号位置旁边的11号位置的齿轮啮合。图11为内筒，套于外筒18号与19号位置中间的部分，21号位置为内筒前端实心柱体，在内筒套入外筒时，21号柱体由图10的18号位置穿出，柱体前端穿过图3的12号位置挡流板，连接万向节、三分力仪以及柔性立管。图12的螺栓设置于图11的内筒的内部，组装图如图13所示。图12中，22号位置为小圆盘，23号位置为螺纹，弹簧套于所述螺栓上，前端抵住圆盘，后端抵住内筒后端，螺栓穿过图10外筒19号位置。
三分力仪与万向节分别在24与25号位置通过螺丝相连接。

[0089] 本发明的操作过程如下：首先按前述装配装置，而后扭转图6中的螺栓将两根立管之间间距调至最小，此时外筒末端齿轮(位置18处)与圆盘上的11号位置的齿轮相互啮合，达到调节角度而外筒不自转的目的。调节到适当角度，而后在该角度下扭转螺栓调节两根立管间距，而后扭转螺栓调节立管所受张力大小，测出该角度下所有间距的动力响应，最后再扭转螺栓使间距达到最小，调节角度。以此类推，完成实验。

[0090] 在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

[0091] 以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。