[發明專利]懸索管橋模擬實驗裝置及實驗方法

在審

• 申請號: 201811290213.7
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN111121858A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 張平;蘭惠清;何仁洋;林楠
• 申請（專利權）人: 中國特種設備檢測研究院
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 韓建偉;謝湘寧

本發明提供了一種懸索管橋模擬實驗裝置及實驗方法，該懸索管橋模擬實驗裝置包括：懸索管橋模型，懸索管橋模型包括模擬管道和支撐模擬管道的模擬支撐機構；介質供給系統，介質供給系統的兩側分別與模擬管道的首端和尾端連通，介質供給系統包括介質存儲箱，介質存儲箱內部具有存儲空間，存儲空間用于存儲介質，以對模擬管道供給介質，介質存儲箱由透明材料制成；數據采集系統，數據采集系統包括多個傳感器，多個傳感器連接在懸索管橋模型上，以采集懸索管橋模型的應變數據、位移數據以及溫度數據。整個實驗過程無需去實際懸索管橋的現場進行，省去了大量的人工成本，既避免了施工危險，也避免了只通過有限元軟件仿真模擬造成的實驗數據偏差較大的問題。

技術領域

本發明涉及懸索管橋實驗設備技術領域，具體而言，涉及一種懸索管橋模擬實驗裝置及實驗方法。

背景技術

懸索管橋通常跨越在山谷、河流之上，這類地形較為兇險、環境比較惡劣，是油氣管道檢驗檢測中的盲點，容易發生事故，不僅會影響油氣正常輸送，還會造成環境破壞，后果嚴重。為了避免懸索管橋失效，需要研究懸索管橋在各種工況下的失效機理，以便提前預防，及時維修。

目前對懸索管橋的研究主要通過有限元軟件仿真模擬和在實際管橋上進行數據測試兩種技術手段。有限元軟件仿真模擬將懸索管橋各部分結構進行簡化，將受載情況和邊界條件進行假設，在計算機中模擬懸索管橋在不同工況下的響應情況；在實際管橋上進行數據測試，即在真實的懸索管橋上布置數據采集裝置，測試管橋自身狀況。

有限元軟件仿真模擬方法，由于在建模過程中存在大量簡化和假設，不能反映懸索管橋的真實情況，因此模擬得到數據并不準確，與實際數據誤差較大；在實際管橋上進行數據測試的方法，只能在特定時間做特定工況的測試，無法做到各種工況的測試，而且存在測試現場環境復雜，操作困難，測試成本極高的問題。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種懸索管橋模擬實驗裝置及實驗方法，以解決現有技術中的懸索管橋模擬實驗裝置測試準確度低的問題。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種懸索管橋模擬實驗裝置，該懸索管橋模擬實驗裝置包括：懸索管橋模型，懸索管橋模型包括模擬管道和支撐模擬管道的模擬支撐機構；介質供給系統，介質供給系統的兩側分別與模擬管道的首端和尾端連通，介質供給系統包括介質存儲箱，介質存儲箱內部具有存儲空間，存儲空間用于存儲介質，以對模擬管道供給介質，介質存儲箱由透明材料制成；數據采集系統，數據采集系統包括多個傳感器，多個傳感器連接在懸索管橋模型上，以采集懸索管橋模型的應變數據、位移數據以及溫度數據。

進一步地，數據采集系統包括：應變傳感器，應變傳感器設置在模擬管道和/或模擬支撐機構上，以采集懸索管橋模型的應變數據；位移傳感器，位移傳感器設置在模擬管道和/或模擬支撐機構上，以采集懸索管橋模型的位移數據；溫度傳感器，溫度傳感器設置在模擬管道和/或模擬支撐機構上，以采集懸索管橋模型的溫度數據。

進一步地，數據采集系統還包括數據采集儀，應變傳感器、位移傳感器及溫度傳感器均與數據采集儀電連接。

進一步地，介質供給系統包括：供給管路，供給管路的第一端與存儲空間連通，供給管路的第二端與模擬管道的首端連通；回流管路，回流管路的第一端與模擬管道的尾端連通，回流管路的第二端與存儲空間連通；泵送裝置，泵送裝置設置在供給管路上，以泵送介質流動。

進一步地，介質供給系統還包括：流量計，流量計設置在供給管路上，并位于泵送裝置和模擬管道的首端之間；壓力計，壓力計設置在回流管路上，并位于壓力計設置在模擬管道的尾端和介質存儲箱之間。

進一步地，介質供給系統還包括：節流閥，節流閥設置在供給管路上，并位于泵送裝置和流量計之間；截止閥，截止閥設置在回流管路上，并位于壓力計和介質存儲箱之間。