[發(fā)明專利]一種適用于均勻金屬薄壁直管疲勞試驗的試驗裝置

在審

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• 申請日: 2018-03-22
• 公開（公告）號: CN108507875A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發(fā)明（設計）人: 李曰兵;田薇;陳俊峰;周明玨;李美艷
• 申請（專利權）人: 浙江工業(yè)大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/02
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 吳秉中

本發(fā)明公開了一種適用于均勻金屬薄壁直管疲勞試驗的試驗裝置，包括金屬薄壁直管及設置在金屬薄壁直管兩端位置的夾頭，所述夾頭內配合設置活動夾塊，且活動夾塊能在夾頭內相對夾頭滑動，所述金屬薄壁直管兩端部位置分別配合設置內塞，所述金屬薄壁直管的兩端在靠近內塞的位置處分別纏繞設置碳纖維增材，且保證碳纖維增材纏繞在金屬薄壁直管上后與內塞的端部平齊，所述活動夾塊套設在金屬薄壁直管兩端的碳纖維增材上。本發(fā)明的有益效果是，通過在金屬薄壁管兩端位置纏繞碳纖維增材，增加了金屬薄壁管兩端厚度，因此金屬薄壁直管兩端的疲勞強度得到加強，解決金屬薄壁直管通常在進行軸向拉壓試驗時管材兩端比中間先產(chǎn)生疲勞裂紋的問題。

技術領域

本發(fā)明涉及疲勞試驗裝置技術領域，具體涉及一種適用于均勻金屬薄壁直管疲勞試驗的試驗裝置。

背景技術

目前金屬薄壁管以其優(yōu)異的傳熱性能，已廣泛應用于核電、石化等工業(yè)領域，如核電站蒸汽發(fā)生器傳熱管、超臨界電站鍋爐管等，但在流致振動等載荷作用下這些薄壁金屬管易發(fā)生疲勞破壞，因此研究金屬薄壁直管的疲勞行為與機理，更為準確地測量其疲勞性能，對這些關鍵設備的設計及安全運行具有重要意義。結構的疲勞評價常依據(jù)結構材料的疲勞壽命，多由標準疲勞試樣（如圓形橫截面試樣、矩形橫截面試樣等）通過疲勞實驗測得，在進行疲勞試驗時，由于金屬薄壁管試樣所受橫向壓力的不連續(xù)性，不滿足應力在試樣均勻分布原則，將導致在試樣的兩端密封區(qū)域提前出現(xiàn)疲勞失效，這會影響在金屬薄壁管材疲勞性能測量的準確性，而國內外尚無金屬薄壁管疲勞行為與機理，更為準確地測量其疲勞性能數(shù)據(jù)的報道，研發(fā)出一種適用于均勻金屬薄壁直管疲勞試驗的纖維增強試樣是進行上述研究的首要條件。

發(fā)明內容

為了解決現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明提供了結構合理的一種適用于均勻金屬薄壁直管疲勞試驗的試驗裝置。

本發(fā)明的技術方案如下：

一種適用于均勻金屬薄壁直管疲勞試驗的試驗裝置，包括金屬薄壁直管及設置在金屬薄壁直管兩端位置的夾頭，其特征在于，所述夾頭內配合設置活動夾塊，且活動夾塊能在夾頭內相對夾頭滑動，所述金屬薄壁直管兩端部位置分別配合設置內塞，所述金屬薄壁直管的兩端在靠近內塞的位置處分別纏繞設置碳纖維增材，且保證碳纖維增材纏繞在金屬薄壁直管上后與內塞的端部平齊，所述活動夾塊套設在金屬薄壁直管兩端的碳纖維增材上。

所述的一種適用于均勻金屬薄壁直管疲勞試驗的試驗裝置，其特征在于，所述夾頭頂部中間位置處開設有豎直孔，所述夾頭底部中間位置開設有用于活動夾塊安裝的安裝孔，所述安裝孔采用倒錐形結構，其內壁向內傾斜設置，所述安裝孔與豎直孔之間連通，且安裝孔頂部尺寸大于豎直孔的尺寸，并在連接處構成限位結構。

所述的一種適用于均勻金屬薄壁直管疲勞試驗的試驗裝置，其特征在于，所述活動夾塊中間位置開設有用于金屬薄壁直管安裝的直通孔，所述活動夾塊采用倒錐形結構，其外壁向內傾斜設置。

所述的一種適用于均勻金屬薄壁直管疲勞試驗的試驗裝置，其特征在于，所述碳纖維增材的纏繞長度大于活動夾塊與碳纖維增材的夾持接觸部分的長度，且小于金屬薄壁直管長度的三分之一。

所述的一種適用于均勻金屬薄壁直管疲勞試驗的試驗裝置，其特征在于，所述碳纖維增材纏繞厚度大于金屬薄壁直管的壁厚。

本發(fā)明的有益效果是：

1）通過在金屬薄壁管兩端位置纏繞碳纖維增材，增加了金屬薄壁管兩端厚度，因此金屬薄壁直管兩端的疲勞強度得到加強，解決金屬薄壁直管通常在進行軸向拉壓試驗時管材兩端比中間先產(chǎn)生疲勞裂紋的問題。

2）夾頭設置在金屬薄壁管兩端位置，并通過活動夾塊夾持金屬薄壁管，可以對金屬薄壁管進行軸向拉壓疲勞試驗。

3）該裝置不破壞金屬直管的物理結構，對疲勞實驗結果無影響，保證實驗數(shù)據(jù)的準確性。

附圖說明