专利名称：直管多轴棘轮应变测试系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种多轴循环载荷作用下，测试直管道各位置棘轮应变随时间演化的方法，属于直管多轴棘轮应变测试系统及方法。
背景技术：
目前国内外在测试直管材料受多轴循环载荷作用下的棘轮应变演化中，还多是对管道材料棒材或板材标准试样进行多轴棘轮应变的测试，主要是利用引伸计法等。但是这种方法存在很多问题，首先它只考虑材料本身受载后的棘轮行为，未能有效的用来研究结构对多轴棘轮效应的影响，另外它的加载工况及类型均受局限，而且引伸计的定位固定与标定工作都较复杂，操作不当极易产生测量数据不准确等。所以它们不能真实准确的模拟直管在一次应力和二次应力组合下直管各处的棘轮应变的累积过程，因此其适用性较差。 另外还采用激振装置如振动台来，利用惯性力提供弯曲载荷。虽然它能对直管结构进行直接加载研究，但是这种方法，提供的载荷范围偏�。釉乩嘈偷ヒ唬茏陨砭窒藿洗�。最近几年虽有学者也提出过应变片法测试直管的多轴棘轮效应，但是由于数据采集精度不够高， 测试通道有限和测试位置定位不准等局限性，导致测试程序复杂且结果不准确。
发明内容
本发明的目的在于提出一种能准确测试直管道在三向应力状态下的棘轮应变演化过程的试验方法。本试验方法优化了以往各种方法，利用微机结合传感器控制液压伺服疲劳试验机的施加载荷F和输出压力P来提供各种复杂载荷工况，并采用应变片法测量直管受复杂载荷工况下的实时多轴棘轮行为。其中，输出压力P导致的直管试样中的轴向法应力与环向应力之间关系可如下
权利要求
1.直管多轴棘轮应变测试系统，其特征是利用传感器控制液压伺服疲劳试验机、准三点弯卡具和应变片法测量直管，通过多通道动态应变仪采集数据，经过计算机输出结果。
2.如权利要求1所述的直管多轴棘轮变形测试系统，其特征是所述的传感器控制液压伺服疲劳试验机包括油压机，试验机加载上卡头，下卡头及输油软管；传感器控制液压伺服疲劳试验机实现不同内压及弯矩的组合工况加载，并且试验条件、试验参数能够进行预设、 测控、自动记录，试验出现失效或异常时自动报警停机。
3.如权利要求1所述的测试系统，其特征是所述的直管为在一根直管的两端设置有两个直管管堵；其中一根完全封闭；另一端直管管堵沿管轴向中心位置设置有一螺纹通孔，用作通油口 ；灌满油后，将通油口与三通接头一端螺纹连接，在三通接头处安装压力表实时观察直管管内压力情况，三通接头另一侧与输油设备连接。
4.直管多轴棘轮应变测试方法，其特征是将应变片贴于直管段试样C3)外表面各处; 然后对空腔直管灌油，直至灌满，再将灌满油的连接软管(10) —端与直管C3)连接，软管 (10)另一端通过快插接头与油压机(1 连接，再通过传感器和装有软件的微机通过改变油压机液位控制直管内压力；将直管各处应变片弓I线以及温度补偿材料处各应变片引线通过导线与前接线板上各接头按照对应关系进行正确连接；再利用疲劳试验机下卡头(16) 固定准三点弯夹具的下加载块(17)和下加载横梁(18)；安装销轴定位各夹板位置及上加载横梁(7)；接着利用微机及试验控制软件，通过输入不同工况载荷，利用传感器控制直管内压及试验机加载弯矩进行多轴棘轮试验，最后采用多通道动态应变仪(11)实时采集直管试样各处应变演化情况，并将数据转换存储于主控计算机08)中。
5.如权利要求4所述的方法，其特征是应变片为双向直角应变片，贴于贴于直管的位置优选为直管中间，和以中间为点的等距离的几处位置，在每个贴有应变片的位置处，沿环向转动180度，分别贴上应变片。
6.如权利要求4所述的方法，其特征是所述多通道动态应变仪包括放大器电路(30)， 前接线板0 及输入接头(26)，后输出接头( )，供电电源07)，PCI数据采集器以及主控计算机08)组成；将应变片微弱电信号变化由前接线板0 输入接头06)导入，并经放大电路(30)将微弱的电信号变化放大，通过PCI数据采集器08)将此电信号转变为数字信号显示及存储于主控计算机08)。
7.如权利要求4所述的方法，其特征是所述准三点弯卡具包括下加载块(17)，下加载横梁(18)，在其两端连接支耳a (14)及支耳b (19)，再通过销轴b (15)和销轴c QO)固定和定位两端大型夹板(1)，此夹板通过螺栓( 紧固定位试验直管(3)，然后在距管段中心等距处利用小型夹板(9)和螺栓(8)固定于直管(3)，并通过销轴a(4)与上加载横梁(7)和上加载杆(6)连接。
全文摘要
本发明涉及一种直管多轴棘轮应变测试系统及方法。利用传感器控制液压伺服疲劳试验机、准三点弯卡具和应变片法测量直管，通过多通道动态应变仪采集数据，经过计算机输出结果。该方法测试位置灵活，载荷工况多样，方法新颖，设计合理，数据准确可靠。同时多通道动态应变仪具有低漂移和低噪声、频响宽特点，疲劳试验机具有试验条件、试验参数可以进行预设、测控、自动记录，试验出现失效或异常时，自动报警停机等功能，可广泛应用于试验研究各种复杂工况下，如地震或管中流体温度变化等，带压直管的多轴棘轮应变的演化规律，并可用于确定直管的棘轮边界。
文档编号G01B7/16GK102175136SQ20101060066
公开日2011年9月7日 申请日期2010年12月22日 优先权日2010年12月22日
发明者梅云辉, 陈刚, 陈旭, 高炳军 申请人:天津大学
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