[发明专利]舰用管接头横向冲击刚度及阻尼特性的测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种船舶工程技术领域的装置，尤其涉及的是一种舰用管接头横向冲击刚度及阻尼特性的测试装置。

背景技术

舰艇管路系统结构形式复杂、分布跨度大，在受到水下爆炸引起的冲击载荷时，易发生变形、破损并引起管道泄漏失效，危及舰艇生命力及艇上人员的安全。如何有效设计舰艇管路系统以提高其抗冲击能力是令人十分关注的问题。在对舰艇复杂管路进行冲击响应分析及预测时，准确确定所选型的管接头自身的横向冲击刚度及阻尼参数是问题的关键之一。只有准确的知道了元器件自身的刚度参数后，方可在设计时进行准确的计算分析，并根据分析结果进行合理设计、布局。

舰用柔性管接头包括波纹管、橡胶接头、膨胀接及挠性接管等多种元件，与普通钢管相比，这类管接头的几何结构形式复杂且材料特性多样，难以单通过计算手段来获得横向冲击刚度及阻尼参数。而且与普通静刚度不同，冲击刚度描述了结构在受到冲击载荷时表现出的抵抗变形的能力，一般和材料的应变率特性相关，所以无法通过普通的静态试验来进行测试。这些难点导致了目前在行业内对于管接头横向冲击刚度的测试时没有一个通用的测试装置和相应的方法，通常对每种管接头都要设计相应的夹具，试验周期长且不方便。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种舰用管接头横向冲击刚度及阻尼特性的测试装置，针对常用的舰用柔性管接头，准确快捷的测试其横向冲击刚度及阻尼系数。该装置针对不同形式的管接头具有良好的通用性且考虑了管道内部工作介质及内压力对于接头动态特性的影响。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：支架、第一转接头、第二转接头、法兰盘、圆盘质量块、横梁、位移传感器、加速度传感器、第一阀门、第二阀门、泵和压力表，其中：支架上固定横梁，第一转接头和第二转接头分别用法兰盘密封固定在被测管接头的两端，被测管接头的中间用法兰盘密封固定圆盘质量块，第一转接头和第二转接头分别固定在支架上，位移传感器和圆盘质量块相连以传输位移信号，加速度传感器和圆盘质量块相连以传输加速度信号，第一转接头和第一阀门相连，第二转接头和第二阀门相连，泵设于第二转接头上，压力表设于第一转接头上。

所述的法兰盘中间设有橡胶密封圈进行密封。

所述的第一转接头是密封转接头。

所述的第二转接头是开孔转接头。

所述的位移传感器和加速度传感器分别与外部数据采集仪相连。

如果管接头实际工作时有水、油等密度较大的工作介质，则将第一阀门和第二阀门打开，然后用泵向接头内灌注相应的工作介质。待注满后，关闭第一阀门，并继续用泵增加工作压力，并从压力表上监测当前压力。待达到预定压力值后，关闭第二阀门。

按被测管接头在艇上实际的位置，确定其工作时的冲击输入，在确保密封装置无泄漏后，即可开展冲击试验，同时通过位移传感器及加速度传感器测试圆盘质量块上的瞬态加速度及位移。测试后，检查连接是否松动以及密封装置是否有渗漏。

根据台面冲击加速度得到作用在圆盘质量块的惯性力F(t)和根据位移传感器上测得圆盘质量块的位移响应y(t)，再用有阻尼单自由度系统的冲击响应特性，求得等效单自由度系统的刚度及阻尼。在此基础上，根据弹性梁理论即可得到被测管接头的等效横向冲击刚度以及相应的阻尼系数。

本发明相比现有技术具有以下优点：用法兰盘将接头固定在支架上，对于管径相同但形式不同的管接头，只需要调节安装位置无需更换零件，而对于管径不同的接头，仅需更换转接头即可，保证了测试装置具有较好的通用性，不同类型的舰用管接头，均可在本装置上通过数量较少的几次试验和简单分析，准确快捷的确定其横向冲击刚度及阻尼系数；测试装置同时考虑了接头实际工作时管道内的工作介质、压力对相关参数的影响。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的等效力学模型图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。