[发明专利]核电站U型杆式防甩件冲击试验装置及试验方法

说明书

技术领域

本发明属于冲击试验领域，尤其涉及一种在核电站上应用的，核电站U型杆式防甩件冲击试验装置及试验方法。

背景技术

核电站高能量蒸汽管道爆裂引发的事故是致命的，突然爆裂产生强大的甩击力会威胁到核岛的运行安全，在核电站压力管道上，通常需要布置U型约束组件，U型约束件由一束高强度的杆式圆钢弯成U型箍组成，并固定在结构梁上。U型杆式防甩件作为压力管道的防甩装置，当压力管道破裂时，承受管道甩击，U型杆发生塑性变形，吸收甩击动能能量，保护设备和土建结构。通过U型杆式防甩件冲击试验可以考察杆件承受冲击功作用下的能力，验证防甩限制件在冲击载荷作用下的动态性能；同时对于分析U型杆在动态冲击载荷下的能量吸收能力和变形特点，计算杆件变形后吸收的应变能，以及验证相关数值计算结果，冲击试验都必不可少。

U型杆式防甩件形式特殊，并无现有的试验方法可以借鉴，且一般的冲击试验装置或设备不论提供的冲击能量还是安装形式对试验件的要求，U型杆式防甩件均不适用。

发明内容

本发明的目的是提供一种冲击能量大、设备投资少的，核电站U型杆式防甩件冲击试验装置。本发明的目的还包括提供一种操作简便、准确度高的核电站U型杆式防甩件冲击试验方法。

核电站U型杆式防甩件冲击试验装置，包括固定平台、两个加载架、滑道支架、两个滑道、桁车、电磁吸盘、落锤、两个承力方箱、两个安装耳、U型杆式防甩件和高速摄像机，

两个加载架安装在固定平台上，每个滑道安装有垂向导向滑轨，两个滑道通过滑道支架安装在两个加载架之间，两个承力方箱安装在固定平台上，两个承力方箱位于两个滑道的两侧，U型杆式防甩件的两侧分别通过一个安装耳安装在一个承力方箱上，高速摄像机安装在固定平台上，

落锤两侧开有滑槽，落锤位于两个滑道的顶端，落锤上端由电磁吸盘吸附，电磁吸盘由位于上方的桁车吊起，落锤的滑槽沿着两个滑道的滑轨上下移动。

本发明核电站U型杆式防甩件冲击试验装置，还包括：

U型杆式防甩件上设有固定间隔标记。

核电站U型杆式防甩件冲击试验方法，包括以下几个步骤，

步骤一：将U型杆式防甩件设置固定间隔标记，利用桁车将吊起电磁吸盘，电磁吸盘上电，电磁吸盘将落锤吸起，调整到所需高度；

步骤二：将电磁吸盘断电，落锤自由下落，高速摄像机同时启动记录；

步骤三：冲击完成，保存数据，将落锤吊出，卸下U型杆式防甩件，在U型杆式防甩件周向四个相对的方向上，对标记及标记间距进行全杆测绘并记录测绘数据，计算出各段向上的伸长量。

有益效果：

本发明提出一种核电站U型杆式防甩件冲击试验方法及装置，通过电磁控制落锤式冲击方式来模拟冲击过程，进行冲击试验。本发明有效解决了核电站U型杆式防甩件冲击试验难题；可以最大程度的接近真实冲击状态对U型杆式防甩件进行冲击试验；具有方法简单，操作简便，准确度高，冲击能量大，能量调整方便等特点。本方法亦可为不方便在冲击试验机上进行试验，且冲击能量要求大的相关试验提供一种方法。

附图说明

图1U型杆式防甩件冲击试验示意图；

图2滑道装配示意图；

图3U型杆式防甩件安装耳示意图；

图4落锤冲击U型杆式防甩件示意图；

图5U型杆标记示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步详细说明。

本发明方法所采用的技术方案是：U型杆式防甩件冲击试验采用电磁控制落锤式冲击试验方法，冲击载荷由落锤自由下落冲击载荷来模拟，利用落锤的自由落体将重力势能转化为动能来提供冲击能量，落锤冲击U型杆式防甩件，通过落锤提升的高度计算冲击能量及落锤冲击速度；利用高速摄像机记录冲击过程，并计算落锤的冲击速度变化历程；U型杆冲击后各段变形伸长量测定采用固定间隔标记法来实现。

本发明的目的是这样实现的：根据所采用的技术方案，在实验室内搭载冲击试验装置，如附图1所示。落锤通过桁车下面吊着的电磁吸盘通电吸附而吊至设计提升高度，冲击试验时，电磁吸盘断电消磁，落锤自由下落；U型杆式防甩件通过安装耳安装在滑道两侧的两个承力方箱上，落锤自由下落冲击U型杆，落锤在试验装置滑道内向下滑动；冲击过程开始到结束，由固定在U型杆侧面的高速摄像机全程记录；U型杆冲击试验后，对其各段变形伸长量进行测定。

通过落锤提升的高度计算冲击能量及落锤冲击速度，利用下面物理学公式计算出所需落锤质量及提升高度：

E＝m·g·H