[發明專利]管道彎頭多軸棘輪應變測試系統及方法

有效

• 申請號: 201010599442.4
• 申請日: 2010-12-22
• 公開（公告）號: CN102162778A
• 公開（公告）日: 2011-08-24
• 發明（設計）人: 陳旭;梅云輝;陳剛;高炳軍
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01N3/10
• 分類號: G01N3/10;G01N3/62;G01B21/32
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王麗

1.彎頭多軸棘輪應變測試系統，其特征是利用傳感器控制液壓伺服疲勞試驗機、夾具輔助機構和應變片法測量彎頭，通過多通道動態應變儀采集數據，經過計算機輸出結果。

2.如權利要求1所述的彎頭多軸棘輪測試系統，其特征是所述的傳感器控制液壓伺服疲勞試驗機包括油壓機，試驗機加載上卡頭，下卡頭及輸油軟管；傳感器控制液壓伺服疲勞試驗機實現不同內壓及彎矩的組合工況加載，并且試驗條件、試驗參數能夠進行預設、測控、自動記錄，試驗出現失效或異常時自動報警停機。

3.如權利要求1所述的測試系統，其特征是所述的彎頭試樣為：在一根管道彎頭的兩端焊縫連接兩根直套管，直套管兩端設置有兩個直管管堵；其中一根完全封閉；另一端管堵側壁面設置有一螺紋通孔，用作通油口；另一端直套管外側壁開有一通孔，用作出氣孔，此出氣孔與三通接頭焊縫對接；灌滿油后，在三通接頭處安裝壓力表實時觀察彎頭內壓力情況，前述通油孔與輸油設備連接。

4.彎頭多軸棘輪應變測試方法，其特征是將應變片貼于彎頭試樣(5)最大彎矩位置處外表面各處；然后對空腔彎頭灌油，直至灌滿，再將灌滿油的連接軟管一端與彎頭試樣(5)連接，軟管另一端通過快插接頭與油壓機(11)連接，再通過傳感器和裝有軟件的微機通過改變油壓機液位控制彎頭內壓力；將彎頭各處應變片引線以及溫度補償材料處各應變片引線通過導線與前接線板上各接頭按照對應關系進行正確連接；再將彎頭試樣與上加載塊(4)與下加載塊(7)螺紋連接，并在它們之間添加鋁材墊片，使加載塊與彎頭試樣之間位移傳遞連續；接著將上加載塊(4)與下加載塊(7)分別通過銷軸(3)和(8)實現與上加載桿(2)和下加載桿(9)的鉸接；再利用疲勞試驗機上卡頭(1)和下卡頭(10)固定加載輔助機構的上加載桿(2)和下加載桿(9)；接著利用微機及試驗控制軟件，通過輸入不同工況載荷，利用傳感器控制彎頭內壓及試驗機加載彎矩進行多軸棘輪試驗，最后采用多通道動態應變儀(6)實時采集彎頭試樣各處應變演化情況，并將數據轉換存儲于主控計算機(23)中。

5.如權利要求4所述的方法，其特征是應變片為雙向直角應變片，貼于彎頭的位置優選為彎頭中間位置截面；將雙向直角應變片貼于10個位置，其中，彎頭內緣側0度位置為位置1，外緣側180度位置為位置9，內緣與外緣之間的中間的90度位置為位置7和-90度位置為位置10，在0度到90度位置之間，每隔15度各貼一片應變片，90度至180度位置之間貼覆一片應變片。

6.如權利要求4所述的方法，其特征是所述多通道動態應變儀包括放大器電路(25)，前接線板(20)及輸入接頭(21)，后輸出接頭(24)，供電電源(22)，PCI數據采集器以及主控計算機(23)組成；將應變片微弱電信號變化由前接線板(20)輸入接頭(21)導入，并經放大電路(25)將微弱的電信號變化放大，通過PCI數據采集器(23)將此電信號轉變為數字信號顯示及存儲于主控計算機(23)。

7.如權利要求4所述的方法，其特征是所述夾具輔助機構包括上加載桿(2)和下加載桿(9)，上加載塊(4)和下加載塊(7)，加載桿與加載塊之間通過銷軸(3)和(8)鉸接，加載塊與彎頭試樣(5)通過螺紋連接，連接時，兩者間添加適當數量鋁墊片，保證試驗位移傳遞連續。