[发明专利]一种大型波纹管构件的疲劳试验装置和试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及疲劳试验领域，具体方一种大型波纹管构件的疲劳试验装置和试验方法，能够满足大型发电机组实际工况下母线构件疲劳性能。

背景技术

当今中国已经成为电网规模最大的国家，电力技术已经取得了巨大的进步：中国百万千瓦超临界火力发电机组代表当今国际火力发电技术的最高水平；压水堆核燃料元件制造实现了国产化，性能指标达到世界同类水平；大型水轮发电机组的设计制造等关键技术获得突破，进入了产业化阶段，国产700兆瓦水轮发电机组达到国际先进水平；直流输电、串联电容补偿、同杆并架等技术在电网工程中得到推广应用，等等；由于电力技术的发展，许多新材料被应用发电机组上，但新材料能否应用于实际的工况，符合实际工况的要求是一个难题。国际上公认最准确的试验方法是对实物构件进行疲劳实验，对安全有较高要求的使役系统都有疲劳寿命的要求，但是目前对于母线外皮的试验寿命预测方法多采用试样取得S-N曲线，由S-N曲线对实际构件的寿命进行预测。

构件试验无法进行的原因主要有如下几点：试验的大型波纹管构件具体尺寸内径在1.8米以上、外径2.5米以上、波纹高度约0.4米左右，壁厚在0.03-0.05米左右，但是具体试验测试能力却只有100公斤左右，现有的试验机最宽试验空间在1.5米，样品无法装夹到试验机上，而试验空间大的试验机测量精度足以影响试验导致试验结果不准确，费用高昂一个样品要几十万元；试验的构件重量一般在300公斤以上，怎样保证均匀的加载，没有进行加载的夹具；母线构件疲劳性能的测试，目前国际上并无一个标准的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够满足大型发电机组实际工况下母线构件疲劳性能的大型波纹管构件的疲劳试验装置和试验方法，解决现有技术中存在的样品无法装夹到试验机上，试验结果不准确等问题。

本发明的技术方案是：

一种大型波纹管构件的疲劳试验装置，该试验装置设有测力计、螺杆I、螺母I、十字梁I、螺杆II、螺母II、作动器、螺杆III、外固定片、波纹管、承力环、内固定片、限位螺母I、限位螺母II、螺杆IV、十字梁II，具体结构如下：

在波纹管两端的直口处内侧设置承力环，承力环的内侧分别通过内固定片连接十字梁I、十字梁II，波纹管两端的直口处外侧设置外固定片，外固定片、波纹管、承力环和内固定片通过螺杆III连接固定，位于波纹管内侧的两个十字梁：十字梁I和十字梁II平行上下设置，十字梁I或十字梁II与内固定片焊接，形成十字头夹具；十字梁I和十字梁II的中心分别穿设有螺杆I和螺杆IV，螺杆I的一端通过螺纹连接测力计，螺杆I于上部的十字梁I两侧紧固安装螺母I；螺杆IV的一端通过螺纹连接作动器，螺杆IV于下部的十字梁II两侧紧固安装螺母II。

所述的大型波纹管构件的疲劳试验装置，波纹管两端的十字梁I和十字梁II之间连接有至少两个螺杆II，螺杆II平行、均布。

所述的大型波纹管构件的疲劳试验装置，螺杆II于上部的十字梁I两侧紧固安装限位螺母I，螺杆II于下部的十字梁II两侧安装限位螺母II，限位螺母II与下部的十字梁II两侧之间留有3-5mm间隙。

所述的大型波纹管构件的疲劳试验装置，十字梁I和十字梁II为工字钢。

一种大型波纹管构件的疲劳试验方法，具体步骤如下：

(1)将波纹管构件套在试验机上，使试验机位于波纹管构件的空间；

(2)将螺杆I穿过位于上部的十字梁I中心孔，螺杆I上的两个螺母I于十字梁I两侧连接固定，螺杆I的上端与测力计通过螺纹连接，通过螺杆III依次连接十字梁I端部焊接的内固定片、承力环、波纹管、外固定片，使上部的十字梁I与波纹管连接固定；

(3)将螺杆IV穿过位于下部的十字梁II中心孔，螺杆IV上的两个螺母II于十字梁II两侧连接固定，螺母II调节到试验的控制位置；螺杆IV的下端与疲劳试验机的作动器通过螺纹连接；通过螺杆依次连接位于下部的十字梁II端部焊接的内固定片、承力环、波纹管、外固定片，使下部的十字梁II与波纹管连接固定；

(4)将十字梁I和十字梁II之间连接至少两个螺杆II，螺杆II平行、均布；将螺杆II于上部的十字梁I两侧紧固安装限位螺母I，螺杆II于下部的十字梁II两侧安装限位螺母II，限位螺母II与下部的十字梁II两侧之间留有3-5mm间隙；

(5)启动疲劳试验机的作动器，设定加载速率和加载幅度进行疲劳试验加载。