[发明专利]极地低温环境结构试验装置及试验方法

说明书

本发明涉及极地低温环境结构试验装置及试验方法，包括结构试验平台提供反力基础，结构试验平台中部安装有低温环境试验箱，位于低温环境试验箱一侧的结构试验平台上安装有载荷模拟装置，位于低温环境试验箱另一侧的结构试验平台上安装有约束装置；载荷模拟装置和约束装置相向的端部分别伸至低温环境试验箱中，低温环境试验箱中容置有试验模型，伸至低温环境试验箱的载荷模拟装置和约束装置分别与试验模型两端铰接连接；通过集成化、模块化的方式构建了低温环境结构性能试验装置，极大地助力于实现极地低温环境下海洋装备的结构性能试验，并且低温环境试验箱可以根据试验需求进行模块化装卸，大大提升了结构试验平台的利用率，适用范围广。

技术领域

本发明涉及性能测试试验装置技术领域，尤其是一种极地低温环境结构试验装置及试验方法。

背景技术

极地海洋装备(船舶、海洋平台、极地起重设备等)是极地航线运输和极地资源勘探开发的主要工具。有研究显示，低温环境(比如-60℃时)将降低钢材的韧性，从而影响极地海洋装备结构的极限承载能力和失效模式。

现有技术中，已经有大量海洋装备结构强度的研究工作，但是相关成果主要适用于常温环境，未考虑低温环境对装备结构性能的影响，如果将已有的研究成果直接应用于极地低温环境下海洋装备结构的安全评估中，可能会出现不可预估的危险。另一方面，现有的低温环境下的力学性能测试装置，多适用于测试海洋装备建造材料自身的低温力学性能，无法针对极地海洋装备的关键承载构件开展实尺度的结构强度综合试验，不能满足极地海洋装备复杂空间焊接结构的结构性能测试需求。

为保证极地海洋装备的结构设计合理性和焊接质量可靠性，亟需建立一种极地海洋装备实尺度构件结构强度综合试验装置及其试验方法。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的基于结构试验平台的极地低温环境结构试验装置及试验方法，主要用于开展极地低温环境下海洋装备结构性能的科学试验研究，是研究结构极限承载能力、疲劳性能等重要手段，为极地海洋装备安全服役性能评估提供试验保障。

本发明所采用的技术方案如下：

一种极地低温环境结构试验装置，包括结构试验平台，所述结构试验平台提供反力基础，在结构试验平台中部安装有低温环境试验箱，位于低温环境试验箱一侧的结构试验平台上安装有载荷模拟装置，位于低温环境试验箱另一侧的结构试验平台上安装有约束装置；所述载荷模拟装置和约束装置相向的端部分别伸至低温环境试验箱中，低温环境试验箱中容置有试验模型，伸至低温环境试验箱的载荷模拟装置和约束装置分别与试验模型两端铰接连接。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述载荷模拟装置包括有输出端水平设置的液压作动器，液压作动器尾端相对于结构试验平台固定安装，液压作动器输出端依次安装有载荷传感器和连接组件，连接组件伸至低温环境试验箱中并安装有拉耳一，拉耳一通过轴向水平设置的销轴一与试验模型铰接。

所述液压作动器尾端安装有油缸连接座，油缸连接座固定安装于三角形反力架一侧面，三角形反力架一通过地脚螺栓组一固定安装于结构试验平台上。

所述连接组件的结构为：包括与载荷传感器固定安装的连接法兰一，连接法兰一侧面固定配装有连接法兰二，连接法兰二中心处通过螺纹连接安装有水平设置的短拉杆，短拉杆端部伸至低温环境试验箱中并通过螺纹连接安装拉耳一；位于低温环境试验箱外部的短拉杆上套装有散热片一，短拉杆与低温环境试验箱壁面之间通过铝箔软管进行动态密封。

所述铝箔软管套装于短拉杆上，铝箔软管一端粘贴于短拉杆周向壁面上，铝箔软管另一端嵌套安装有固定卡扣，固定卡扣固定锁装于低温环境试验箱的外壁面上。

所述连接法兰一与连接法兰二之间压装有隔热垫。