[发明专利]一种用于柔性复合管拉伸性能测试的方法及试验装置

权利要求书

1.一种用于柔性复合管拉伸性能测试的试验装置，其特征在于，包括加载系统、拉伸组件以及变形检测系统；其中，

加载系统包括拉伸试验机（6）以及用于控制拉伸试验机（6）工作的拉伸试验控制计算机（7）；

拉伸组件包括试样接头（3）、过渡接头（12）和拉伸试样（4），试验时，该拉伸试样（4）的一端通过一个试样接头（3）和过渡接头（12）与拉伸试验机（6）的移动夹具（1）连接，另一端通过另一个试样接头（3）和过渡接头（12）与拉伸试验机（6）的固定夹具（5）连接；

变形检测系统包括变形检测控制计算机（8）以及设置在过渡接头（12）内的摄像头（9）和激光标线器（10），变形检测控制计算机（8）分别与摄像头（9）和激光标线器（10）相连；在每一端的过渡接头（12）内侧安装四个直线标线型激光标线器（10）和一个摄像头，使摄像头（9）处于过渡接头（12）的轴线位置，激光标线器（10）沿圆周对称分布在摄像头（9）周围，确保每道激光束距离过渡接头（12）外延的距离为经过变形检测控制计算机（8）的管体允许变形量，当拉伸试样（4）发生过度变形时，或管孔径向截面发生过度非圆变形时，部分内壁将阻碍激光传播，通过摄像头（9）识别激光反射斑以判定过度变形。

2.根据权利要求1所述的一种用于柔性复合管拉伸性能测试的试验装置，其特征在于，过渡接头（12）上开设有穿线孔（11）。

3.根据权利要求1所述的一种用于柔性复合管拉伸性能测试的试验装置，其特征在于，试样接头（3）通过过渡接头（12）与销孔接头（13）的一端连接，销孔接头（13）的另一端通过定位销（2）与移动夹具（1）或者固定夹具（5）连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于柔性复合管拉伸性能测试的试验装置，其特征在于，变形检测系统还包括与变形检测控制计算机（8）相连的应变片和激光测距仪，应变片设置在拉伸试样（4）上，激光测距仪用于对拉伸试样（4）的变形进行测量。

5.根据权利要求1所述的一种用于柔性复合管拉伸性能测试的试验装置，其特征在于，变形检测系统还包括与变形检测控制计算机（8）相连的三维数字成像装置。

6.一种用于柔性复合管拉伸性能测试的方法，其特征在于，该方法基于权利要求3所述的一种用于柔性复合管拉伸性能测试的试验装置，包括以下步骤：

1）拉伸试样准备

在过渡接头（12）外侧标记激光标线器（10）的对应位置；将激光标线器（10）和摄像头（9）的电源和信号线由过渡接头（12）的穿线孔（11）引出，与变形检测控制计算机（8）相连；而后将两个过渡接头（12）分别连接至拉伸试样（4）两端的试样接头（3），对照过渡接头（12）外侧的标记调节螺纹配合，使拉伸试样（4）两侧的激光标线器（10）交叉分布，确保激光束不发生重叠，即保证检测点数量，随后分别连接两个销孔接头（13），拉伸试样准备完毕；

2）拉伸试样安装

调节拉伸试验机（6）的移动夹具（1）位置，并调节两个销孔接头（13）的相对角度，通过两个定位销（2）将拉伸试样（4）固定在拉伸试验机（6）上；将激光标线器（10）和摄像头（9）的电源和信号线连接至变形检测控制计算机（8），拉伸试样安装完毕；

3）拉伸试验

通过变形检测控制计算机（8）启动激光标线器（10）和摄像头（9），确认系统正常后进入视频采集状态；通过拉伸试验机控制计算机（7）对拉伸试样（4）施加恒速率拉伸，实时记录并显示轴向“力-形变”曲线；当判定拉伸试样（4）发生失效后，即可以停止加载；若始终没有观测到拉伸试样（4）失效，但已达到拉伸设备极限的或预期的力值或位移时，应立即停止加载；调节移动夹具（1）位置，卸除载荷，拆除拉伸试样（4），拉伸试验完毕。

7.根据权利要求6所述的一种用于柔性复合管拉伸性能测试的方法，其特征在于，步骤3）中，通过拉伸试验机控制计算机（7）对拉伸试样（4）施加恒速率拉伸时的速度取50mm/min。

8.根据权利要求6所述的一种用于柔性复合管拉伸性能测试的方法，其特征在于，还包括步骤4）失效判定即结果分析，如下：

在拉伸试验过程中，如出现任何一个或同时出现几个以下的现象，即可判定试样失效，依据最先出现的现象的时间，确定发生失效时对应的轴向力值和轴向变形量：401）拉伸试样（4）发生肉眼可见的破坏的时刻；402）轴向“力-形变”曲线上出现力值短时大幅下降，此下降对应的力值峰值为失效力值；403）轴向“力-形变”曲线上连续出现力值小幅下降而后升高，其中首次下降对应的力值峰值为失效力值；404）轴向“力-形变”曲线上的形变量超过内衬材料的允许轴向变形量的时刻；405）拉伸试样（4）随拉伸而校直之后，首次由摄像头（9）观测到激光反射斑即拉伸试样（4）发生径向截面过度变形的时刻。