[發明專利]一種預張開裂紋后沖擊的鋼結構疲勞裂紋維修裝置及其使用方法

有效

• 申請號: 202011188220.3
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112475772B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 蔣斐;丁幼亮
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B23P6/04
• 分類號: B23P6/04
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 徐爾東

1.一種預張開裂紋后沖擊的鋼結構疲勞裂紋維修裝置，包括開裂鋼結構,其特征在于：還包括預張錘擊裝置本體，吸附定位部件，預張力生成部件，限位鎖緊部件，表觀掃描部件，直線運動部件，高頻沖擊部件，數據處理及計算控制單元；

所述吸附定位部件借助強磁力與開裂鋼結構緊密連接，其中所述吸附定位部件至少內含一套強磁生成系統；所述預張力生成部件與所述吸附定位部件固定連接，其中所述預張力生成部件至少包含一套液壓頂升系統；所述限位鎖緊部件的一端與所述預張力生成部件固定連接，另一端具備鎖死和放松功能從而控制所述預張力生成部件中液壓構件間的相對位置；所述表觀掃描部件與所述直線運動部件固定連接；所述直線運動部件與所述定位部件滑動連接，且至少包括一組驅動裝置能帶動所述表觀掃描部件沿裂紋方向產生位移；所述高頻沖擊部件至少包含一組能沖擊鋼材表面使所述開裂鋼結構中疲勞裂紋面閉合的沖擊裝置；所述預張錘擊裝置本體與所述數據處理及計算控制單元連接。

2.根據權利要求1所述的預張開裂紋后沖擊的鋼結構疲勞裂紋維修裝置，其特征在于：前述數據處理及計算控制單元接收外部輸入的開裂結構幾何和荷載信息，結合表觀掃描部件輸入的裂紋信息，借助內置的計算程序分析后確定所述預張力生成部件的預張力。

3.根據權利要求1所述的預張開裂紋后沖擊的鋼結構疲勞裂紋維修裝置，其特征在于：前述限位鎖緊部件根據內設情景及所述數據處理及計算控制單元指定的預張力鎖死預張力生成部件，所述內設情景包括系統死機、重啟、損壞。

4.根據權利要求1所述的預張開裂紋后沖擊的鋼結構疲勞裂紋維修裝置，其特征在于：前述表觀掃描部件在所述直線運動部件的驅動下對疲勞裂紋表觀特征進行掃描獲取，并輸入至數據處理及計算控制單元對沖擊維修效果進行評價。

5.一種基于權利要求1所述預張開裂紋后沖擊的鋼結構疲勞裂紋維修裝置的使用方法，其特征在于，包括如下步驟：

a 裝置布設，將所述預張開裂紋后沖擊的鋼結構疲勞裂紋維修裝置固定于需要進行裂紋維修作業的鋼結構表面，調整所述吸附定位部件、預張力生成部件、表觀掃描部件三者與開裂鋼結構表面疲勞裂紋的相對位置，確保維修過程中疲勞裂紋不被遮擋；

b 狀態檢查，確保所述預張力生成部件，表觀掃描部件，高頻沖擊部件，數據處理及計算控制單元的工作狀態良好，確認所述限位鎖緊部件未處于鎖死狀態；

c 預張力施加，接通預張開裂紋后沖擊的預張錘擊裝置本體的動力源，數據處理及計算控制單元向直線運動部件發出啟動指令，表觀掃描部件對裂紋識別并將獲取的信息傳送至數據處理及計算控制單元，其結合實際開裂鋼結構、荷載信息計算出需施加的預張力，并將需施加的預張力信息傳送至預張力生成部件，進行緩慢施加預張力；

d 沖擊作業，通過限位鎖緊部件鎖死預張力生成部件，啟動高頻沖擊部件沿疲勞裂紋路徑進行沖擊作業，基于高頻沖擊部件輸出的持續沖擊力，裂紋周邊鋼材產生塑性變形從而使疲勞裂紋閉合；

e 沖擊效果評價，通過表觀掃描部件對沖擊后的裂紋表面進行掃描，基于數據處理及計算控制單元給出沖擊后的表面平整度和裂紋閉合程度信息，判斷是否需要再次啟動所述高頻沖擊部件對裂紋表面進行進一步沖擊；

f 預張力釋放，解除限位鎖緊部件的鎖死狀態，控制預張力生成部件緩慢釋放預張力，利用恢復的彈性變形在閉合的裂紋面上施加殘余壓應力；

g 裝置回收，疲勞裂紋維修作業結束后，保存數據至數據處理及計算控制單元，切斷預張開裂紋后沖擊的預張錘擊裝置本體的動力源，回收整套裝置，結束疲勞裂紋維修作業。