[發明專利]鋼管彎曲變形中試驗管大變形及應力實時測量裝置及方法

有效

• 申請號: 201210013174.2
• 申請日: 2012-01-16
• 公開（公告）號: CN103207118A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 陳宏遠;李彥峰;吉玲康;左水利;馮耀榮;楊勇鳴;王海濤;鄒海萍;宮少濤
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團公司;中國石油天然氣集團公司管材研究所;中國重型機械研究院有限公司
• 主分類號: G01N3/20
• 分類號: G01N3/20;G01B21/32;G01L1/00
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司 11138
• 代理人: 孟阿妮

1.一種鋼管彎曲變形中試驗管大變形及應力實時測量裝置，其特征在于，包括油缸(1)、液壓系統(2)、壓力傳感器(3)、水壓系統(4)、移動側力臂(5)、試驗管(6)、應變計(7)、試驗管中部2D長度位置轉角測量裝置(8)、過渡環(10)、連接法蘭(11)、固定側力臂(12)、試驗管管端轉角測量裝置(13)、調整節(15)、承力梁(16)、控制系統(17)、計算機數據采集與處理系統(18)、應力應變測量系統(19)、拉線式位移傳感器(III)(20)；

試驗管中部2D長度位置轉角測量裝置(8)包括拉線式位移傳感器(I)(9)；

試驗管管端轉角測量裝置(13)包括拉線式位移傳感器(II)(14)；

油缸(1)通過油缸上支架和下支架固定到基礎支撐上；通過油頂頭及壓板將油缸連接到移動側力臂(5)上；通過安裝在移動側力臂(5)上的4個鍵對油缸的伸出端進行Y方向定位；液壓系統(2)用于控制油缸(1)對移動側力臂(5)施加機械加載，使試驗管(6)承受彎曲載荷；壓力傳感器(3)安裝在液壓系統(2)；

水壓系統(4)用于注入對試驗管(6)管段內部加載內壓，并在試驗管彎曲變形試驗過程中保持恒定壓力不變；

調整節(15)設置在承力梁(16)上；應變計(7)、試驗管中部2D長度位置轉角測量裝置(8)、拉線式位移傳感器I(9)設置在試驗管(6)上；應變計(7)采集鋼管變形數據輸送給應力應變測量系統(19)；過渡環(10)及連接法蘭(11)設置在試驗管(6)兩端，與移動側力臂(5)和固定側力臂(12)連接；試驗管端轉角測量裝置(13)、拉線式位移傳感器II(14)設置在固定側力臂(12)和承力梁(16)連接處；拉線式位移傳感器III(20)設置在油缸(1)與移動側力臂(5)連接處；

固定側力臂(12)上軸座和下軸座通過軸連結在一起；再通過上下軸座與四個H型鋼的承力梁(16)連接結在一起；在移動側力臂(5)框架移動時，固定側力臂(12)框架圍繞著芯軸旋轉；固定側力臂(12)上連接有力臂支撐21；

移動側力臂(5)和力臂上蓋通過4個銷軸進行定位，芯軸通過前支撐及力臂上蓋連接到移動側力臂(5)上；移動側力臂(5)的上軸承座和下軸承座通過軸連接；在下軸承座上安裝有滾輪裝置；在油缸推動移動側力臂移動的過程中，滾輪裝置在下兩個H型鋼面上滾動，上軸承座沿著上兩個H型鋼的滑動面上滑動，同時下軸承座沿著下兩個H型鋼的滑動面上滑動；移動側力臂(5)上連接有力臂支撐21；

壓力傳感器(3)、拉線式位移傳感器I(9)、拉線式位移傳感器II(14)及拉線式位移?傳感器III(20)及應力應變測量系統(19)通過控制系統(17)輸出到計算機數據采集與分析系統(18)，計算機數據采集與分析系統(18)按要求進行記錄、處理、分析。

2.根據權利要求1所述的鋼管彎曲變形中試驗管大變形及應力實時測量裝置，其特征在于，所述試驗管中部2D長度位置轉角測量裝置包括：支撐件、第一至第三傳感器安裝板、第一至第二位移傳感器、控制系統及計算機數據采集與分析系統，

所述支撐件的一端沿其徑向插接著第一傳感器安裝板，所述第一傳感器安裝板與所述支撐件形成第一測量臂；

所述支撐件的另一端沿其徑向插接著所述第二傳感器安裝板及所述第三傳感器安裝板，所述第二傳感器安裝板、所述第三傳感器安裝板及所述支撐件形成第二測量臂；

其中，所述第一測量臂與第二測量臂之間的距離為所述試驗管中部2D長度；

所述第二傳感器安裝板及所述第三傳感器安裝板之間形成間隙，所述間隙內安裝著所述第一位移傳感器和所述第二位移傳感器，且所述第一位移傳感器和所述第二位移傳感器對稱布置在所述支撐件的兩側；

所述第一位移傳感器和所述第二位移傳感器分別與所述控制系統相連，并通過所述控制系統控制動作，所述控制系統于所述計算機數據采集與分析系統相連，通過所述第一位移傳感器和所述第二位移傳感器測量所述支撐件的位移量并發出電信號，所述電信號經所述控制系統傳送給所述計算機數據采集與分析系統，由于所述計算機數據采集與分析系統進行記錄、處理、分析及輸出打印，得到所述試驗管中部2D長度橫截面的轉角值。