[发明专利]一种管道共振弯曲疲劳试验机控制系统及其试验方法

说明书

本发明公开了一种管道共振弯曲疲劳试验机控制系统及其试验方法，包括激振系统、减震系统、数据采集仪、数据采集计算机、PLC及控制IO设备、计算仿真计算机和系统控制计算机，数据采集仪将采集的数据通过数据采集计算机传输给系统控制计算机和计算仿真计算机，计算仿真计算机将采集的数据与计算仿真结果和ROM预测结果进行对比，当采集的数据与计算仿真结果之间的误差发生突变时，或采集的数据与计算仿真结果之间的误差没有发生突变、但采集的数据与ROM预测结果之间的误差大于设定误差值时，均表明试验机异常，同时，系统控制计算机根据采集的数据管道压力试验状态，当管道压力发生突变时表明试验机异常。本发明可以精确的监测控制试验进程。

技术领域

本发明涉及管道共振弯曲疲劳试验，特别涉及一种管道共振弯曲疲劳试验机控制系统及其试验方法。

背景技术

近年来随着我国对基础制造业的大力发展，我国油气资源得到大力开发。在石油天然气的采集与利用中，油气管道起到日益增长的作用。由于油气管道运输通常为液体或气体等流体，在运输资源过程中，管道可以对内部流体进行连续运输，并且保留较高的安全性、密闭性与运输量，同时管道成本很低。因此油气管道现已经被广泛地应用到实际资源的开发中。

在实际管道系统中，由于管道会持续受到外部的振动干扰，或者管道内部的工作状态发生周期变化。管道内流体往往会产生压力冲击或脉动，引起机械振动和噪声。在此之中，疲劳破坏是埋地管道主要的失效方式之一,超载、地下空洞等因素都会加剧地下管道结构的疲劳损伤,实际管道工程中管道破坏产生的危害巨大，比如污染环境、损坏元件、当情形严重是还会造成设备的严重损毁与人员伤亡事故。因此人们需要方便高效的测试系统来测试管道在振动条件下的疲劳强度，从而提前预知管道振动对管道系统造成的破坏，保证其安全运行。

目前针对管道进行疲劳试验的设备也有很多研究，共振弯曲疲劳试验机具有效率高，设备稳定等优点应用较为广泛，主要方法是通过对管道进行激励，使钢管按照一阶模态进行振动，同时对钢管一阶振型振动位移为零的点进行柔性支撑。再针对具体管道试验进行试验时，需要配置具体试验参数以及保证试验安全，所以除了硬件设备之外还需要整套控制系统并建立整机模型，提供完整的系统模型。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种管道共振弯曲疲劳试验机控制系统及其试验方法，可以精确的监测控制试验进程。

本发明所采用的技术方案是：一种管道共振弯曲疲劳试验机控制系统，包括：

激振系统，用于施加外部激励以带动管道配重及管道试样振动；

减震系统，所述减震系统设置在管道试样的支点位置，用于减震；

数据采集仪，用于采集管道应力、管道位移以及管道压力数据；

数据采集计算机，用于对试验数据进行采集并保存；

PLC及控制IO设备，用于控制所述激振系统的电机的转速和启停；以及

计算仿真计算机和系统控制计算机，所述计算仿真计算机用于计算试验配置参，并得到管道应力和管道位移的计算仿真结果和ROM预测结果，分别根据计算仿真结果和ROM预测结果对所述系统控制计算机下达控制指令；所述系统控制计算机用于判断管道压力试验状态并根据判断结果对所述PLC及控制IO设备下达控制指令，同时，将所述计算仿真计算机下达的控制指令传递给所述PLC及控制IO设备；