[發明專利]特殊焊接結構的疲勞性能考核試驗加載裝置及試驗方法

在審

• 申請號: 202010678423.4
• 申請日: 2020-07-14
• 公開（公告）號: CN111896398A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 楊超;張亞軍;楊賢彪;陳沛;黨恒耀
• 申請（專利權）人: 江蘇方天電力技術有限公司;中國船舶重工集團公司第七二五研究所
• 主分類號: G01N3/36
• 分類號: G01N3/36;G01N3/04
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

1.特殊焊接結構的疲勞性能考核試驗加載裝置，其特征在于，加載裝置包括試件約束端、連接裝置、螺栓、試件施力端、試驗機載荷傳感器、連接件、試驗機作動器；

所述試件約束端包括兩塊鋼板，用于夾持試件中的厚壁鋼板，夾持住試件后，試件約束端的上下兩塊鋼板通過螺栓固定將試件夾緊；

所述試件施力端包括兩塊鋼板，用于夾持試件中施加載荷的鋼板，夾持住試件后，試件施力端的上下兩塊鋼板通過螺栓固定，將試件夾緊；

所述試件施力端下側的鋼板與試驗機載荷傳感器相連；所述試驗機載荷傳感器通過連接件與試驗機作動器相連接；

所述試件約束端下側的鋼板與試驗機作動器分別通過連接裝置與試驗機臺面固定。

2.基于權利要求1所述的特殊焊接結構的疲勞性能考核試驗加載裝置的試驗方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、制備試件：將小徑管一端焊接在厚壁鋼板上，厚壁鋼板的厚度與大直徑厚壁管厚度相同；另一端焊接在施加載荷的鋼板上，加工成用于進行疲勞試驗的試件；

S2、制備加載裝置；

S3、將加載裝置安裝到試驗機上，并根據試件的尺寸進行調試，將試件固定在加載裝置上；

S4、安裝試件：將試件的厚壁鋼板的一端，固定在加載裝置的試件約束端，將試件另一端的施加載荷的鋼板，固定安裝在加載裝置的試件施力端；

S5、設定試驗參數：包括控制模式及其均值和幅值、試驗頻率；

S6、設定試件失效參數、數據采集參量名稱及采集頻率；

S7、開始試驗，并記錄試驗期間由于各種因素造成的異常數據；

S8、數據分析：根據試驗采集到的試驗數據，得到試件的疲勞壽命、試驗過程中載荷峰谷值的變化數據；

S9、估算所試驗的特殊焊接結構的服役年限。

3.如權利要求2所述的試驗方法，其特征在于，步驟S1中，將小徑管焊接在厚壁鋼板上時，焊縫部位不進行任何改變。

4.如權利要求2所述的試驗方法，其特征在于，步驟S5中，控制模式為采用位移模式控制。

5.如權利要求4所述的試驗方法，其特征在于，位移幅度為±3mm～±5mm。

6.如權利要求2所述的試驗方法，其特征在于，步驟S6中，試件失效參數的設置為：當載荷衰減到零時，試驗終止。

7.如權利要求2所述的試驗方法，其特征在于，步驟S6中，數據采集參量名稱及采集頻率設置為：數據采集參量設為位移和載荷的峰谷值，采樣頻率為每20個循環采集1次數據點。

8.如權利要求2所述的試驗方法，其特征在于，步驟S9中，估算特殊焊接結構的服役年限的公式如下：

Y＝N/(3600fnm)

其中，N為疲勞壽命，n為鍋爐每年調峰次數，m為每次下調負荷及恢復過程總計小時數，f為負荷波動時管子的振動頻率。

9.如權利要求2所述的試驗方法，其特征在于，試驗頻率設為(1-5)Hz。