[发明专利]一种薄壁管件力学参数测试方法及装置

权利要求书

1.一种薄壁管件力学参数测试方法，其特征在于，所述的薄壁管件力学参数测试方法包括以下步骤：

步骤1：基于理论计算公式初步确定薄壁管件(11)的抗内压屈服强度；

步骤2：试件准备；取一段薄壁管件(11)，在该管件外壁的中心位置每隔90度贴上应变片(12)，将应变片(12)与应变仪(13)相连；置入带有橡胶密封圈(9)的密封塞(2)到薄壁管件(11)内，最后将准备好的试件固定于测试装置上；

步骤3：对薄壁管件(11)施加内压；为实现准静态测试，利用高压泵以缓慢的速度对薄壁管件(11)施加内压，要求第一次施加的内压低于薄壁管件(11)的理论抗内压屈服强度，第一次加载完停下来记录初始内压值并采用应变仪(13)采集薄壁管件(11)外壁的轴向和周向应变，第二次以增加0.5MPa的级差向薄壁管件(11)施加内压，同样加载完停下来采集薄壁管件(11)外壁的轴向和周向应变，以此类推，加载到设定值卸载回弹；同理，卸载回弹也采取每次卸载0.5MPa并停下来采集薄壁管件(11)外壁的轴向和周向应变的方法，直到内压卸为零；

步骤4：获取薄壁管件(11)抗内压爆裂强度；由步骤4可知，每次向薄壁管件(11)施加的内压增加0.5MPa，直到薄壁管件(11)发生爆裂，从而获得抗内压爆裂强度；

步骤5：获取轴向和周向应变与内压的关系曲线；根据不同内压下测得的轴向和周向应变数据，分别绘制轴向和周向应变与内压的关系曲线；

步骤6：获取轴向和周向应变卸载曲线的斜率及抗内压屈服强度；基于步骤5获得的轴向和周向应变与内压的关系曲线，结合材料力学理论获得薄壁管件(11)的抗内压屈服强度，并利用最小二乘法对轴向和周向应变的卸载曲线进行线性拟合，得到轴向和周向应变卸载曲线斜率；

步骤7：获取薄壁管件(11)屈服强度、弹性模量、泊松比；将步骤6获得的抗内压屈服强度代入公式(1)中计算得到薄壁管件(11)屈服强度；

${\mathrm{\σ}}_y=\frac{p_y}{\ln k}---\left(1\right)$

式中：σ_y为薄壁管件(11)屈服强度，p_y为薄壁管件(11)内壁屈服时受到的内压，即抗内压屈服强度，k为薄壁管件(11)外径与内径之比；

步骤8：将步骤6获得的轴向和周向应变卸载曲线斜率，分别代入公式(2)和公式(3)中计算得到弹性模量和泊松比；

$E_i=\frac{1}{k_{\mathrm{\ϵ}\mathrm{\θ}p}}\frac{1}{\ln k}---\left(2\right)$

式中：k_εθp为卸载曲线ε_θ-p_i的斜率，p_i为薄壁管件(11)受到的内压，ε_θ为不同内压下测得的周向应变；

${\mathrm{\μ}}_i=-\frac{k_{\mathrm{\ϵ}zp}}{k_{\mathrm{\ϵ}\mathrm{\θ}p}}\frac{k^2-1}{\ln k}---\left(3\right)$

式中：k_εzp为卸载曲线ε_z-p_i的斜率，ε_z为不同内压下测得的轴向应变。