[发明专利]一种利用增压缸的试件外压疲劳试验系统及方法

说明书

本发明涉及外压疲劳试验技术领域，尤其是一种利用增压缸的试件外压疲劳试验系统及方法。本发明的试验系统包括试验工装，所述试验工装的测试平台上放置试件，所述试件的疲劳测试端面和试验工装的测试平台之间形成试验腔，试件下端通过连接件连接浮动环,试验工装面向浮动环端面和浮动环之间形成夹紧腔。本发明的试验方法包括如下步骤：试件安装、夹紧腔预加压、试验腔预加压、进行疲劳试验和排出疲劳介质。本发明的增压缸能够降低高压机组出油口的压力，降低漏油风险，并将夹紧腔、试验腔和油箱隔离，防止试件破坏后进入油箱，保护油箱中疲劳介质的清洁度。

技术领域

本发明涉及外压疲劳试验技术领域，尤其是一种利用增压缸的试件外压疲劳试验系统及方法。

背景技术

深海装备在服役过程中，承压结构会涉及到疲劳问题，准确评估承压结构的疲劳性能对保障设备和人员的安全至关重要。目前，主要有两种方法评估承压结构的疲劳性能：第一种是通过理论计算和数值分析得到结构关键部位的应力状态，然后根据相关国标计算承压结构的疲劳寿命；第二种是通过承压结构缩比模型或局部结构进行疲劳试验，实时监测裂纹扩展情况以评估承压结构的疲劳寿命。

一般试件外压疲劳试验，需要对试件进行加压、保压、泄压，通常需要进行几千次循环加载。目前，常规的外压疲劳试验加载装置由加压水泵，蓄压装置，加、卸压管路、阀门等组成。通过加压水泵加压，蓄压装置保压，阀门开启泄压，完成一次循环加载过程。现有技术中，外压疲劳试验加载装置进行疲劳试验时，试件被破坏后形成碎片，容易进入外压介质管路中，破坏介质清洁度，影响外压疲劳试验的正常进行。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种利用增压缸的试件外压疲劳试验系统及方法，通过增压缸高低压腔两级增压对试件夹紧以及试验腔循环加卸载模拟试件真实承压工况，开展疲劳试验；同时，通过增压缸将夹紧腔、试验腔和油箱隔离，防止试件破坏后进入油箱，保护油箱中疲劳介质的清洁度。

本发明所采用的技术方案如下：

一种利用增压缸的试件外压疲劳试验系统，包括试验工装，所述试验工装的测试平台上放置试件，所述试件的疲劳测试端面和试验工装的测试平台之间形成试验腔，试件下端通过连接件连接浮动环,试验工装面向浮动环端面和浮动环之间形成夹紧腔；所述试验工装底部设有试验腔介质通道，所述试验腔介质通道一端连通试验腔，另一端通过液压管路连接增压缸的高压腔出油口；

所述增压缸的低压腔加载口通过液压管路连接三位四通阀的加载出油口，三位四通阀的加载进油口通过液压管路连接高压机组的出油口，高压机组的进油口通过液压管路连接油箱的出油口；所述高压机组的出油口和三位四通阀的加载进油口之间的液压管路上设有比例调速阀，比例调速阀的溢流端通过液压管路连接比例溢流阀的进液端，比例溢流阀的出液端连接油箱的溢流端；所述增压缸内设有活塞杆，活塞杆一端从低压腔中伸出，增压缸的活塞杆运动路径上设有前进到位开关和返回到位开关；所述三位四通阀的预充进油口通过液压管路连接安全阀出油口，安全阀进油口通过液压管路连接高压机组出油口；所述增压缸的高压腔预充口和三位四通阀的预充出油口之间通过液压管路连接，增压缸的高压腔预充口和三位四通阀的预充出油口之间的液压管路上设有单向电磁阀；所述增压缸的低压腔卸载口通过液压管路连接三位四通阀的预充出油口，三位四通阀的预充进油口通过液压管路连接二位四通阀的进油口，二位四通阀的预充进油口通过液压管路连接增压缸的高压腔出油口；所述试验工装底部设有夹紧腔介质通道，夹紧腔介质通道一端连通夹紧腔，另一端通过液压管路连接二位四通阀的出油口；所述二位四通阀的出油口和夹紧腔介质通道之间的液压管路上设有夹紧腔锁紧阀；

所述油箱的出油口通过液压管路连接循环机组的进油口，循环机组的出油口通过液压管路连接油箱的回油口；