[发明专利]管道弯头多轴棘轮应变测试系统及方法

权利要求书

1.弯头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、夹具辅助机构和应变片法测量弯头，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所述的弯头多轴棘轮测试系统，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，其特征是所述的弯头试样为：在一根管道弯头的两端焊缝连接两根直套管，直套管两端设置有两个直管管堵；其中一根完全封闭；另一端管堵侧壁面设置有一螺纹通孔，用作通油口；另一端直套管外侧壁开有一通孔，用作出气孔，此出气孔与三通接头焊缝对接；灌满油后，在三通接头处安装压力表实时观察弯头内压力情况，前述通油孔与输油设备连接。

4.弯头多轴棘轮应变测试方法，其特征是将应变片贴于弯头试样(5)最大弯矩位置处外表面各处；然后对空腔弯头灌油，直至灌满，再将灌满油的连接软管一端与弯头试样(5)连接，软管另一端通过快插接头与油压机(11)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弯头内压力；将弯头各处应变片引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；再将弯头试样与上加载块(4)与下加载块(7)螺纹连接，并在它们之间添加铝材垫片，使加载块与弯头试样之间位移传递连续；接着将上加载块(4)与下加载块(7)分别通过销轴(3)和(8)实现与上加载杆(2)和下加载杆(9)的铰接；再利用疲劳试验机上卡头(1)和下卡头(10)固定加载辅助机构的上加载杆(2)和下加载杆(9)；接着利用微机及试验控制软件，通过输入不同工况载荷，利用传感器控制弯头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(6)实时采集弯头试样各处应变演化情况，并将数据转换存储于主控计算机(23)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，贴于弯头的位置优选为弯头中间位置截面；将双向直角应变片贴于10个位置，其中，弯头内缘侧0度位置为位置1，外缘侧180度位置为位置9，内缘与外缘之间的中间的90度位置为位置7和-90度位置为位置10，在0度到90度位置之间，每隔15度各贴一片应变片，90度至180度位置之间贴覆一片应变片。

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(25)，前接线板(20)及输入接头(21)，后输出接头(24)，供电电源(22)，PCI数据采集器以及主控计算机(23)组成；将应变片微弱电信号变化由前接线板(20)输入接头(21)导入，并经放大电路(25)将微弱的电信号变化放大，通过PCI数据采集器(23)将此电信号转变为数字信号显示及存储于主控计算机(23)。

7.如权利要求4所述的方法，其特征是所述夹具辅助机构包括上加载杆(2)和下加载杆(9)，上加载块(4)和下加载块(7)，加载杆与加载块之间通过销轴(3)和(8)铰接，加载块与弯头试样(5)通过螺纹连接，连接时，两者间添加适当数量铝垫片，保证试验位移传递连续。