[發明專利]一種大型波紋管構件的疲勞試驗裝置和試驗方法

無效

• 申請號: 201010590796.2
• 申請日: 2010-12-15
• 公開（公告）號: CN102564842A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 溫井龍;譚軍;姚戈
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: G01N3/00
• 分類號: G01N3/00;G01N3/08;G01N3/02
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 張志偉

技術領域

本發明涉及疲勞試驗領域，具體方一種大型波紋管構件的疲勞試驗裝置和試驗方法，能夠滿足大型發電機組實際工況下母線構件疲勞性能。

背景技術

當今中國已經成為電網規模最大的國家，電力技術已經取得了巨大的進步：中國百萬千瓦超臨界火力發電機組代表當今國際火力發電技術的最高水平；壓水堆核燃料元件制造實現了國產化，性能指標達到世界同類水平；大型水輪發電機組的設計制造等關鍵技術獲得突破，進入了產業化階段，國產700兆瓦水輪發電機組達到國際先進水平；直流輸電、串聯電容補償、同桿并架等技術在電網工程中得到推廣應用，等等；由于電力技術的發展，許多新材料被應用發電機組上，但新材料能否應用于實際的工況，符合實際工況的要求是一個難題。國際上公認最準確的試驗方法是對實物構件進行疲勞實驗，對安全有較高要求的使役系統都有疲勞壽命的要求，但是目前對于母線外皮的試驗壽命預測方法多采用試樣取得S-N曲線，由S-N曲線對實際構件的壽命進行預測。

構件試驗無法進行的原因主要有如下幾點：試驗的大型波紋管構件具體尺寸內徑在1.8米以上、外徑2.5米以上、波紋高度約0.4米左右，壁厚在0.03-0.05米左右，但是具體試驗測試能力卻只有100公斤左右，現有的試驗機最寬試驗空間在1.5米，樣品無法裝夾到試驗機上，而試驗空間大的試驗機測量精度足以影響試驗導致試驗結果不準確，費用高昂一個樣品要幾十萬元；試驗的構件重量一般在300公斤以上，怎樣保證均勻的加載，沒有進行加載的夾具；母線構件疲勞性能的測試，目前國際上并無一個標準的方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠滿足大型發電機組實際工況下母線構件疲勞性能的大型波紋管構件的疲勞試驗裝置和試驗方法，解決現有技術中存在的樣品無法裝夾到試驗機上，試驗結果不準確等問題。

本發明的技術方案是：

一種大型波紋管構件的疲勞試驗裝置，該試驗裝置設有測力計、螺桿I、螺母I、十字梁I、螺桿II、螺母II、作動器、螺桿III、外固定片、波紋管、承力環、內固定片、限位螺母I、限位螺母II、螺桿IV、十字梁II，具體結構如下：

在波紋管兩端的直口處內側設置承力環，承力環的內側分別通過內固定片連接十字梁I、十字梁II，波紋管兩端的直口處外側設置外固定片，外固定片、波紋管、承力環和內固定片通過螺桿III連接固定，位于波紋管內側的兩個十字梁：十字梁I和十字梁II平行上下設置，十字梁I或十字梁II與內固定片焊接，形成十字頭夾具；十字梁I和十字梁II的中心分別穿設有螺桿I和螺桿IV，螺桿I的一端通過螺紋連接測力計，螺桿I于上部的十字梁I兩側緊固安裝螺母I；螺桿IV的一端通過螺紋連接作動器，螺桿IV于下部的十字梁II兩側緊固安裝螺母II。

所述的大型波紋管構件的疲勞試驗裝置，波紋管兩端的十字梁I和十字梁II之間連接有至少兩個螺桿II，螺桿II平行、均布。

所述的大型波紋管構件的疲勞試驗裝置，螺桿II于上部的十字梁I兩側緊固安裝限位螺母I，螺桿II于下部的十字梁II兩側安裝限位螺母II，限位螺母II與下部的十字梁II兩側之間留有3-5mm間隙。

所述的大型波紋管構件的疲勞試驗裝置，十字梁I和十字梁II為工字鋼。

一種大型波紋管構件的疲勞試驗方法，具體步驟如下：

(1)將波紋管構件套在試驗機上，使試驗機位于波紋管構件的空間；

(2)將螺桿I穿過位于上部的十字梁I中心孔，螺桿I上的兩個螺母I于十字梁I兩側連接固定，螺桿I的上端與測力計通過螺紋連接，通過螺桿III依次連接十字梁I端部焊接的內固定片、承力環、波紋管、外固定片，使上部的十字梁I與波紋管連接固定；

(3)將螺桿IV穿過位于下部的十字梁II中心孔，螺桿IV上的兩個螺母II于十字梁II兩側連接固定，螺母II調節到試驗的控制位置；螺桿IV的下端與疲勞試驗機的作動器通過螺紋連接；通過螺桿依次連接位于下部的十字梁II端部焊接的內固定片、承力環、波紋管、外固定片，使下部的十字梁II與波紋管連接固定；

(4)將十字梁I和十字梁II之間連接至少兩個螺桿II，螺桿II平行、均布；將螺桿II于上部的十字梁I兩側緊固安裝限位螺母I，螺桿II于下部的十字梁II兩側安裝限位螺母II，限位螺母II與下部的十字梁II兩側之間留有3-5mm間隙；

(5)啟動疲勞試驗機的作動器，設定加載速率和加載幅度進行疲勞試驗加載。