[发明专利]一种外压失稳试验装置的实验方法

说明书

本发明公开了一种新型外压失稳试验装置，包括台架、筒体、管线、气泵、油箱、气液增压泵、计算机；所述台架分为上下两层，在台架上层设有一个圆形开口，用于安装筒体，在台架下层上分别安装有气泵和油箱，所述气泵通过管线连接到气液增压泵，气液增压泵在出口端分为两条管线，并分别连接到筒体和油箱，所述油箱在其出口端也设有连接到筒体的管线，在筒体侧面设有压力传感器和压力表。本发明在有效验证工作在外压环境下的容器失稳情况时，也能尽最大可能保证实验安全，同时满足对不同内压以及不同尺寸的外压容器的模拟实验。

技术领域

本发明涉及压力测试技术领域，具体涉及一种用于外压失稳实验的装置。

背景技术

在工业生产中，尤其是当下非常热门的海洋工程(如海底资源勘查，海洋油气开采等)中，压力容器很多是在外压状态下工作的，如真空容器和海洋开发用的潜水器外壳等。对于外压圆筒来说，工作在外压条件下的容器其稳定性是人们研究的重点对象，一旦涉及出现问题，往往容易发生外压失稳(外压失稳是在外压作用下的薄壁容器器壁内的应力还未达到材料的屈服极限时，容器会突然产生现象而丧失容器原有形状)，但目前的外压失稳设计往往还是只是靠经验公式，而没有一种稳定的验证方式，给生产带来许多不便，而一旦计算错误，导致容器发生外压失稳，则会造成严重的后果。

针对上述问题，目前市面上也出现了一些实验设备，但目前这些实验设备，在实验过程中充满许多不确定因素，进口压力过高、发生失稳时的声响不明显等都会给实验安全性带来影响，威胁着人员安全和仪器设备的正常使用。如申请号为201110443772.9的中国专利提供了一种外压容器失稳试验装置，但它在压力控制方面只有手动控制，也没有考虑到万一压力过大导致待测件出现撕裂使泄露油体污染实验台架，严重威胁着实验安全；此外在筒体、待测件、顶杆装配上使用法兰、螺栓连接，结构复杂，拆装麻烦。同时，现有技术所提供的方案，基本都是采用单一的顶杆顶住外压容易，无法适应不同长度尺寸的外压容器，并且在外压失稳的模拟中，由于内压也不一定为常压，目前的实验装置均无法适应不同内压的实验。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种新型外压失稳实验装置，在有效验证工作在外压环境下的容器失稳情况时，也能尽最大可能保证实验安全，同时满足对不同内压以及不同尺寸的外压容器的模拟实验。

本发明的技术方案是：

一种新型外压失稳试验装置，包括台架、筒体、管线、气泵、油箱、气液增压泵、计算机；所述台架分为上下两层，在台架上层设有一个圆形开口，用于安装筒体，在台架下层上分别安装有气泵和油箱，所述气泵通过管线连接到气液增压泵，气液增压泵在出口端分为两条管线，并分别连接到筒体和油箱，所述油箱在其出口端也设有连接到筒体的管线，在筒体侧面设有压力传感器和压力表一；

所述筒体为上小下大的两段圆柱筒结构，其上端为开口端，在筒体的两段圆柱筒的变形处向外设有一段外环，并在外环上设有多个通孔，在与通孔对应的台架上层设有通孔，通过螺栓连接台架与外环的通孔，以使筒体固定在台架上，在筒体的开口端向外设有一段外螺纹，在筒体的外螺纹上连接有锁紧盖，所述锁紧盖为带内螺纹的圆形盖状结构，其内边在内螺纹上方设有一圈台阶，在锁紧盖与筒体连接后，在锁紧盖的台阶下方设置有环状的压盖，压盖卡在锁紧盖和筒体上端，在压盖和锁紧盖之间设有待测件，所述待测件为上部开口的薄壁圆柱筒，其上部开口向外设有外边，并通过外边卡在压盖和锁紧盖之间。

进一步的，气泵到气液增压泵之间的管线设有一段并联管线，并联管线中的一段管线为进口阀和调压阀，并在此管线上设有压力表二，另一段管线为电控进口阀和电磁阀，在气液增压泵到筒体之间设有溢流阀，在油箱到筒体之间的管线上设有泄压阀；

所述计算机放置于台架上层，并通过数据线分别与电磁阀、电控进口阀、溢流阀、泄压阀、压力传感器连接。

进一步的，压盖与筒体之间设置有一起密封作用的垫圈，待测件与压盖之间设置有O型密封圈。