CN106950114B - 单向液压驱动式全裂纹管道断裂模拟实验装置及实验方法 - Google Patents

单向液压驱动式全裂纹管道断裂模拟实验装置及实验方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106950114B
CN106950114B CN201710200409.1A CN201710200409A CN106950114B CN 106950114 B CN106950114 B CN 106950114B CN 201710200409 A CN201710200409 A CN 201710200409A CN 106950114 B CN106950114 B CN 106950114B
Authority
CN
China
Prior art keywords
retainer ring
pipeline section
support system
circular cone
experiment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710200409.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106950114A (zh
Inventor
衣海娇
甄莹
曹宇光
孙永泰
黄小光
李云鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China University of Petroleum East China
Original Assignee
China University of Petroleum East China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China University of Petroleum East China filed Critical China University of Petroleum East China
Priority to CN201710200409.1A priority Critical patent/CN106950114B/zh
Publication of CN106950114A publication Critical patent/CN106950114A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106950114B publication Critical patent/CN106950114B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
    • G01N3/10—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces generated by pneumatic or hydraulic pressure
    • G01N3/12—Pressure testing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0014—Type of force applied
    • G01N2203/0016—Tensile or compressive
    • G01N2203/0019—Compressive
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0058—Kind of property studied
    • G01N2203/006—Crack, flaws, fracture or rupture
    • G01N2203/0062—Crack or flaws
    • G01N2203/0066—Propagation of crack

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

本发明涉及一种单向液压驱动式全裂纹管道断裂模拟实验装置，包括：管道支撑系统、管道扩撑系统、拉杆、DIC测试系统；实验管段的侧壁开设有轴向穿透预制裂纹，预制裂纹关于实验管段的轴向中面对称；管道支撑系统对实验管段的两端进行支撑；管道扩撑系统由拉杆牵引进行模拟实验；DIC测试系统对实验管段的断裂过程进行实时观测。本发明的实验试样采用全尺寸管道试样，直接从管道上截取，减小误差，保证数据的可靠性；采用液压驱动装置，降低工作风险，减少成本，通过控制拉杆的运动速度控制扇形块的张开速度，同时控制裂纹的扩展速度，保证所得数据的精确性；扇形块拥有足够长的长度，扩展过程中与管壁均匀接触，保证实验过程裂纹稳定扩展。

Description

单向液压驱动式全裂纹管道断裂模拟实验装置及实验方法
技术领域
本发明属于管道设计制造领域，具体地，涉及一种单向液压驱动式全裂纹管道断裂模拟实验装置及实验方法。
背景技术
管道断裂实验在确定管道断裂特性方面有重要的应用，现阶段的管道断裂实验可分为小型的实验室实验、大型的实验室实验和实际的结构实验。小型的实验室实验包括：三点弯曲试验、紧凑拉伸试验和落锤试验等，小型的实验室实验采用小试件研究断裂特性，管材试件与实际管道存在尺寸误差、约束误差等，影响对管道断裂特性的判断认识；大型的实验室实验如宽板试验，对实验机的加载能力要求极高，所需成本较高；实际的结构实验如全尺寸爆破试验，全尺寸爆破试验耗费极大的人力、物力，且实验过程有极大的危险性。为解决上述问题，亟需设计一种专用的在管道上进行管道断裂实验的实验装置。
发明内容
为克服现有的技术缺陷，本发明提供了一种直接在管段上进行断裂模拟实验的装置和实验方法，运用该装置可以实现在管段上安全的进行断裂实验，并且可以实时观测裂纹扩展情况，以解决常规管道断裂实验试件制备困难、误差较大、成本过高、危险性较大等难题，且结构简单，使用方便。
为实现上述目的，本发明采用下述方案：
单向液压驱动式全裂纹管道断裂模拟实验装置，包括：管道支撑系统、管道扩撑系统、拉杆、DIC测试系统；实验管段的侧壁开设有轴向穿透预制裂纹，预制裂纹关于实验管段的轴向中面对称；管道支撑系统对实验管段的两端进行支撑；管道扩撑系统由拉杆牵引进行模拟实验；DIC测试系统对实验管段的断裂过程进行实时观测。
相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：
1、实验试样采用全尺寸管道试样，直接从管道上截取，减小尺寸误差、约束误差等，保证数据的可靠性。
2、实验采用液压驱动装置，降低工作风险，减少成本。
3、实验过程中，通过控制拉杆的运动速度，可以控制扇形块的张开速度，同时控制裂纹的扩展速度，保证所得数据的精确性。
4、扇形块拥有足够长的长度，扩展过程中与管壁均匀接触，保证实验过程裂纹稳定扩展。
5、运用DIC测试装置实时观测裂纹扩展情况，方便获取所需数据。
附图说明
图1是单向液压驱动式全裂纹管道断裂模拟实验装置正视示意图；
图2是单向液压驱动式全裂纹管道断裂模拟实验装置实验过程中正视示意图；
图3是图1的径向半剖示意图。
图4是图2的径向半剖示意图。
图5是图3的A-A向的剖视示意图。
图6是图3的B-B向的剖视示意图。
图7是与图1运动方向相反的单向液压驱动式全裂纹管道断裂模拟实验装置的径向半剖示意图。
图中：1A、第一锥形块，1B、第二锥形块，2、固定螺母，3、拉杆，4、实验管段，5、凹槽，6A、左上橡胶圈，6B、右上橡胶圈，7A、第一扇形块，7B、第二扇形块，8A、第一弹性卡圈，8B、第二弹性卡圈，9、预制裂纹，10A、左上金属圈，10B、右上金属圈，11、光源，12、图像采集器，13、计算机，14、管道扩撑系统，14A、第一管道扩撑系统，14B、第二管道扩撑系统，15、管道支撑系统，16A、左上卡圈，16B、右上卡圈，17A、左下卡圈，17B、右下卡圈，18、橡胶卡圈，19、DIC(数字图像相关方法)测试系统，20A、左下金属圈，20B、右下金属圈，21A、左下橡胶圈，21B、右下橡胶圈。
具体实施方式
实施例一
如图1至图6所示，单向液压驱动式全裂纹管道断裂模拟实验装置，包括：管道支撑系统15、管道扩撑系统14、拉杆3、DIC测试系统19；实验管段4的侧壁开设有轴向穿透预制裂纹9，预制裂纹9关于实验管段4的轴向中面对称；管道支撑系统15对实验管段4的两端进行支撑；管道扩撑系统14位于实验管段4内部；管道扩撑系统14由拉杆3牵引进行模拟实验；DIC测试系统19对实验管段4的断裂过程进行实时观测。
管道支撑系统17包括：左上卡圈16A、左下卡圈17A、右上卡圈16B、右下卡圈17B，橡胶卡圈18；左上卡圈16A、左下卡圈17A位于实验管段4的左端，左上卡圈16A由内向外依次为左上橡胶圈6A、左上金属圈10A，左下卡圈17A由内向外依次为左下橡胶圈6A、左下金属圈10A；左上卡圈16A、左下卡圈17A通过螺栓将实验管段4的左端固定。右上卡圈16B、右下卡圈17B位于实验管段4的右端，右上卡圈16B由内向外依次为右上橡胶圈6B、右上金属圈10B，右下卡圈17B由内向外依次为右下橡胶圈6B、右下金属圈10B；右上卡圈16B、右下卡圈17B通过螺栓将实验管段4的右端固定；左上卡圈16A、左下卡圈17A与右上卡圈16B、右下卡圈17B相对于实验管段4径向中面完全对称。橡胶卡圈18位于管道扩撑系统14的左端且固定于实验管段4的内壁上；
管道扩撑系统14包括：第一管道扩撑系统14A、第二管道扩撑系统14B；第一管道扩撑系统14A包括：八块第一扇形块7A、第一弹性卡圈8A、第一锥形块1A；八块第一扇形块7A组合形成内壁为锥形通孔的圆柱体，圆柱体的内端面位于实验管段4中面上；圆柱体的侧壁开设三圈凹槽5，三圈凹槽5沿圆柱体的轴向均匀分布；凹槽5内设第一弹性卡圈8A，第一弹性卡圈8A将第一扇形块7A互相连接；圆柱体的外壁与实验管段4的内壁紧密接触；锥形通孔朝内的一端直径大、朝外的一端直径小，第一锥形块1A沿中轴线穿过锥形通孔，第一锥形块1A的长度小于锥形通孔的长度；第一锥形块1A为圆台，内端面为大口径端，且与锥形通孔的内端面重合；第一锥形块1A与锥形通孔形状配合。
第二管道扩撑系统14B包括：八块第二扇形块7B、第二弹性卡圈8B、第二锥形块1B；八块第二扇形块7B组合形成内壁为锥形通孔的圆柱体，圆柱体的内端面位于实验管段4中面上；圆柱体的侧壁开设三圈凹槽5，三圈凹槽5沿圆柱体的轴向均匀分布；凹槽5内设第二弹性卡圈8B，第二弹性卡圈8B将第二扇形块7B互相连接；圆柱体的外壁与实验管段4的内壁紧密接触；锥形通孔朝内的一端直径小、朝外的一端直径大，第二锥形块1B沿中轴线穿过锥形通孔，第二锥形块1B的长度小于锥形通孔的长度；第二锥形块1B为圆台，内端面为小口径端，且与锥形通孔的内端面重合；第二锥形块1B与锥形通孔形状配合。
拉杆3沿中轴线先后穿过第二锥形块1B、第一锥形块1A，拉杆3通过4个固定螺母2分别固定于第一锥形块1A、第二锥形块1B的四个端面上，拉杆3右端与液压装置相连，由液压装置牵引使管道扩撑系统14A、管道扩撑系统14B运动。
DIC测试系统19包括：计算机13、光源11、图像采集器12；光源11对称放置在实验管段4预制裂纹9的上下两侧，图像采集器12安置在预制裂纹9正前侧，图像采集器12完全录制裂纹的扩展过程，图像采集器12与计算机13相连，图像采集器12采集的信息传输计算机13中进行分析计算。
管道断裂模拟实验的实验方法，如图1至图6所示，采用上述单向液压驱动式全裂纹管道断裂模拟实验装置，包括下述步骤：
1、将拉杆3通过中轴线与第一锥形块1A、第二锥形块1B以四个固定螺母2固定，完成第一管道扩撑系统14A、第二管道扩撑系统14B和动力装置的组装。
2、将含有预制裂纹9的实验管段4套进相连的第一管道扩撑系统14A和第二管道扩撑系统14B，调整第一管道扩撑系统14A和第二管道扩撑系统14B的内端面与实验管段4的轴向对称中面重合；然后将实验管段4放置在左下卡圈17A、右下卡圈17B上，实验管段4的左右两端与分别与左下卡圈17A的左端、右下卡圈17B右端对齐；将左上卡圈16A、右上卡圈16B分别对齐左下卡圈17A、右下卡圈17B放置在实验管段4上，同时用螺母、螺钉固定；最后在实验管段4内壁的最左端安装一圈橡胶卡圈18，并用螺母螺钉固定在实验管段4上。
3、将光源11对称放置在实验管段4预制裂纹9的上下两侧，保证光源11的照射范围能够覆盖预制裂纹9，然后将图像采集器12安置在预制裂纹9的正前侧，使图像采集器12可以完全录制裂纹的扩展过程，图像采集器12与计算机13相连，完成DIC测试系统19的安装。
4、实验过程中，液压装置提供动力，控制拉杆3向左沿轴向缓慢运动，拉杆3通过固定螺母2带动第一锥形块1A、第二锥形块1B沿轴向同时向左缓慢运动，第一扇形块7A、第二扇形块7B分别因为第一锥形块1A、第二锥形块1B的挤压沿径向同时向外缓慢扩展，预制裂纹9的左右两端因为第一扇形块7A、第二扇形块7B的扩张运动也开始缓慢扩展，第一弹性卡圈8A、第二弹性卡圈8B随之伸长，分别将第一扇形块7A、第二扇形块7B连接在一起。通过控制拉杆3的运动速度，可控制预制裂纹9的扩展速度。图像采集器12记录裂纹扩展全过程并传输到相连的计算机13中。计算机13进行相应的后处理。
实施例二
如图7所示，实施例二与实施例一的不同之处在于：八块第一扇形块7A组合形成内壁为锥形通孔的圆柱体，圆柱体的内端面位于实验管段4中面上；圆柱体的外壁与实验管段4的内壁紧密接触；锥形通孔朝内的一端直径小、朝外的一端直径大，第一锥形块1A沿中轴线穿过锥形通孔，第一锥形块1A的长度小于锥形通孔的长度；第一锥形块1A为圆台，内端面为小口径端；第一锥形块1A与锥形通孔形状配合。八块第二扇形块7B组合形成内壁为锥形通孔的圆柱体，圆柱体的内端面位于实验管段4中面上；圆柱体的外壁与实验管段4的内壁紧密接触；锥形通孔朝内的一端直径大、朝外的一端直径小，第二锥形块1B沿中轴线穿过锥形通孔，第二锥形块1B的长度小于锥形通孔的长度；第二锥形块1B为圆台，内端面为大口径端；第二锥形块1B与锥形通孔形状配合。橡胶卡圈18位于管道扩撑系统14的右端且固定于实验管段4的内壁上；
管道断裂模拟实验的实验方法，采用上述实验装置，与实施例一的不同之处在于：实验过程中，液压装置提供动力，控制拉杆3向右沿轴向缓慢运动，拉杆3通过固定螺母2带动第一锥形块1A、第二锥形块1B沿轴向同时向右缓慢运动，第一扇形块7A、第二扇形块7B分别因为第一锥形块1A、第二锥形块1B的挤压沿径向同时向外缓慢扩展，预制裂纹9的左右两端因为第一扇形块7A、第二扇形块7B的扩张运动也开始缓慢扩展，第一弹性卡圈8A、第二弹性卡圈8B随之伸长，分别将第一扇形块7A、第二扇形块7B连接在一起。通过控制拉杆3的运动速度，可控制预制裂纹9的扩展速度。图像采集器12记录裂纹扩展全过程并传输到相连的计算机13中。计算机13进行相应的后处理。

Claims (4)

1.一种单向液压驱动式全裂纹管道断裂模拟实验装置，包括：管道支撑系统、管道扩撑系统、拉杆、DIC测试系统；其特征在于，实验管段的侧壁开设有轴向穿透预制裂纹，预制裂纹关于实验管段的轴向中面对称；管道支撑系统对实验管段的两端进行支撑；管道扩撑系统由拉杆牵引进行模拟实验；DIC测试系统对实验管段的断裂过程进行实时观测；
管道支撑系统包括：左上卡圈、左下卡圈、右上卡圈、右下卡圈，橡胶卡圈；左上卡圈、左下卡圈位于实验管段的左端，左上卡圈由内向外依次为左上橡胶圈、左上金属圈，左下卡圈由内向外依次为左下橡胶圈、左下金属圈；左上卡圈、左下卡圈通过螺栓将实验管段的左端固定；右上卡圈、右下卡圈位于实验管段的右端，右上卡圈由内向外依次为右上橡胶圈、右上金属圈，右下卡圈由内向外依次为右下橡胶圈、右下金属圈；右上卡圈、右下卡圈通过螺栓将实验管段的右端固定；左上卡圈、左下卡圈与右上卡圈、右下卡圈相对于实验管段径向中面完全对称；橡胶卡圈位于管道扩撑系统的左端且固定于实验管段的内壁上；
管道扩撑系统包括：第一管道扩撑系统、第二管道扩撑系统；第一管道扩撑系统包括：八块第一扇形块、第一弹性卡圈、第一锥形块；八块第一扇形块组合形成内壁为锥形通孔的圆柱体，圆柱体的内端面位于实验管段中面上，圆柱体的侧壁开设三圈凹槽，三圈凹槽沿圆柱体的轴向均匀分布；凹槽内设第一弹性卡圈，第一弹性卡圈将第一扇形块互相连接；圆柱体的外壁与实验管段的内壁紧密接触；锥形通孔朝内的一端直径大、朝外的一端直径小，第一锥形块沿中轴线穿过锥形通孔，第一锥形块的长度小于锥形通孔的长度；第一锥形块为圆台，内端面为大口径端，且与锥形通孔的内端面重合；第一锥形块与锥形通孔形状配合；第二管道扩撑系统包括：八块第二扇形块、第二弹性卡圈、第二锥形块；八块第二扇形块组合形成内壁为锥形通孔的圆柱体，圆柱体的内端面位于实验管段中面上，圆柱体的侧壁开设三圈凹槽，三圈凹槽沿圆柱体的轴向均匀分布；凹槽内设第二弹性卡圈，第二弹性卡圈将第二扇形块互相连接；圆柱体的外壁与实验管段的内壁紧密接触；锥形通孔朝内的一端直径小、朝外的一端直径大，第二锥形块沿中轴线穿过锥形通孔，第二锥形块的长度小于锥形通孔的长度；第二锥形块为圆台，内端面为小口径端，且与锥形通孔的内端面重合；第二锥形块与锥形通孔形状配合；拉杆沿中轴线先后穿过第二锥形块、第一锥形块，拉杆通过四个固定螺母分别固定于第一锥形块、第二锥形块的四个端面上，拉杆右端与液压装置相连，由液压装置牵引使管道扩撑系统运动；
DIC测试系统包括：计算机、光源、图像采集器；光源对称放置在实验管段预制裂纹的上下两侧，图像采集器安置在预制裂纹正前侧，图像采集器完全录制裂纹的扩展过程，图像采集器与计算机相连，图像采集器采集的信息传输计算机中进行分析计算。
2.一种单向液压驱动式全裂纹管道断裂模拟实验的实验方法，采用权利要求1所述单向液压驱动式全裂纹管道断裂模拟实验装置，其特征在于，包括下述步骤：
(1)、将拉杆通过中轴线与第一锥形块、第二锥形块以四个固定螺母固定，完成第一管道扩撑系统、第二管道扩撑系统和动力装置的组装；
(2)、将含有预制裂纹的实验管段套进相连的第一管道扩撑系统和第二管道扩撑系统，调整第一管道扩撑系统和第二管道扩撑系统的内端面与实验管段的轴向对称中面重合；然后将实验管段放置在左下卡圈、右下卡圈上，实验管段的左右两端分别与左下卡圈的左端、右下卡圈右端对齐；将左上卡圈、右上卡圈分别对齐左下卡圈、右下卡圈放置在实验管段上，同时用螺母、螺钉固定；最后在实验管段内壁的最左端安装一圈橡胶卡圈，并用螺母螺钉固定在实验管段上；
(3)、将光源对称放置在实验管段预制裂纹的上下两侧，保证光源的照射范围能够覆盖预制裂纹，然后将图像采集器安置在预制裂纹的正前侧，使图像采集器可以完全录制裂纹的扩展过程，图像采集器与计算机相连，完成DIC测试系统的安装；
(4)、实验过程中，液压装置提供动力，控制拉杆向左沿轴向缓慢运动，拉杆通过固定螺母带动第一锥形块、第二锥形块沿轴向同时向左缓慢运动，第一扇形块、第二扇形块分别因为第一锥形块、第二锥形块的挤压沿径向同时向外缓慢扩展，预制裂纹的左右两端因为第一扇形块、第二扇形块的扩张运动也开始缓慢扩展，第一弹性卡圈、第二弹性卡圈随之伸长，分别将第一扇形块、第二扇形块连接在一起；通过控制拉杆的运动速度，可控制预制裂纹的扩展速度；图像采集器记录裂纹扩展全过程并传输到相连的计算机中；计算机进行相应的后处理。
3.一种单向液压驱动式全裂纹管道断裂模拟实验装置，包括：管道支撑系统、管道扩撑系统、拉杆、DIC测试系统；其特征在于，实验管段的侧壁开设有轴向穿透预制裂纹，预制裂纹关于实验管段的轴向中面对称；管道支撑系统对实验管段的两端进行支撑；管道扩撑系统由拉杆牵引进行模拟实验；DIC测试系统对实验管段的断裂过程进行实时观测；
管道支撑系统包括：左上卡圈、左下卡圈、右上卡圈、右下卡圈，橡胶卡圈；左上卡圈、左下卡圈位于实验管段的左端，左上卡圈由内向外依次为左上橡胶圈、左上金属圈，左下卡圈由内向外依次为左下橡胶圈、左下金属圈；左上卡圈、左下卡圈通过螺栓将实验管段的左端固定；右上卡圈、右下卡圈位于实验管段的右端，右上卡圈由内向外依次为右上橡胶圈、右上金属圈，右下卡圈由内向外依次为右下橡胶圈、右下金属圈；右上卡圈、右下卡圈通过螺栓将实验管段的右端固定；左上卡圈、左下卡圈与右上卡圈、右下卡圈相对于实验管段径向中面完全对称；橡胶卡圈位于管道扩撑系统的右端且固定于实验管段的内壁上；
管道扩撑系统包括：第一管道扩撑系统、第二管道扩撑系统；第一管道扩撑系统包括：八块第一扇形块、第一弹性卡圈、第一锥形块；八块第一扇形块组合形成内壁为锥形通孔的圆柱体，圆柱体的内端面位于实验管段中面上，圆柱体的侧壁开设三圈凹槽，三圈凹槽沿圆柱体的轴向均匀分布；凹槽内设第一弹性卡圈，第一弹性卡圈将第一扇形块互相连接；圆柱体的外壁与实验管段的内壁紧密接触；锥形通孔朝内的一端直径小、朝外的一端直径大，第一锥形块沿中轴线穿过锥形通孔，第一锥形块的长度小于锥形通孔的长度；第一锥形块为圆台，内端面为小口径端，且与锥形通孔的内端面重合；第一锥形块与锥形通孔形状配合；第二管道扩撑系统包括：八块第二扇形块、第二弹性卡圈、第二锥形块；八块第二扇形块组合形成内壁为锥形通孔的圆柱体，圆柱体的内端面位于实验管段中面上，圆柱体的侧壁开设三圈凹槽，三圈凹槽沿圆柱体的轴向均匀分布；凹槽内设第二弹性卡圈，第二弹性卡圈将第二扇形块互相连接；圆柱体的外壁与实验管段的内壁紧密接触；锥形通孔朝内的一端直径大、朝外的一端直径小，第二锥形块沿中轴线穿过锥形通孔，第二锥形块的长度小于锥形通孔的长度；第二锥形块为圆台，内端面为大口径端，且与锥形通孔的内端面重合；第二锥形块与锥形通孔形状配合；拉杆沿中轴线先后穿过第二锥形块、第一锥形块，拉杆通过四个固定螺母分别固定于第一锥形块、第二锥形块的四个端面上，拉杆右端与液压装置相连，由液压装置牵引使管道扩撑系统运动；
DIC测试系统包括：计算机、光源、图像采集器；光源对称放置在实验管段预制裂纹的上下两侧，图像采集器安置在预制裂纹正前侧，图像采集器完全录制裂纹的扩展过程，图像采集器与计算机相连，图像采集器采集的信息传输计算机中进行分析计算。
4.一种单向液压驱动式全裂纹管道断裂模拟实验的实验方法，采用权利要求3所述单向液压驱动式全裂纹管道断裂模拟实验装置，其特征在于，包括下述步骤：
(1)、将拉杆通过中轴线与第一锥形块、第二锥形块以四个固定螺母固定，完成第一管道扩撑系统、第二管道扩撑系统和动力装置的组装；
(2)、将含有预制裂纹的实验管段套进相连的第一管道扩撑系统和第二管道扩撑系统，调整第一管道扩撑系统和第二管道扩撑系统的内端面与实验管段的轴向对称中面重合；然后将实验管段放置在左下卡圈、右下卡圈上，实验管段的左右两端分别与左下卡圈的左端、右下卡圈右端对齐；将左上卡圈、右上卡圈分别对齐左下卡圈、右下卡圈放置在实验管段上，同时用螺母、螺钉固定；最后在实验管段内壁的最右端安装一圈橡胶卡圈，并用螺母螺钉固定在实验管段上；
(3)、将光源对称放置在实验管段预制裂纹的上下两侧，保证光源的照射范围能够覆盖预制裂纹，然后将图像采集器安置在预制裂纹的正前侧，使图像采集器可以完全录制裂纹的扩展过程，图像采集器与计算机相连，完成DIC测试系统的安装；
(4)、实验过程中，液压装置提供动力，控制拉杆向右沿轴向缓慢运动，拉杆通过固定螺母带动第一锥形块、第二锥形块沿轴向同时向右缓慢运动，第一扇形块、第二扇形块分别因为第一锥形块、第二锥形块的挤压沿径向同时向外缓慢扩展，预制裂纹的左右两端因为第一扇形块、第二扇形块的扩张运动也开始缓慢扩展，第一弹性卡圈、第二弹性卡圈随之伸长，分别将第一扇形块、第二扇形块连接在一起；通过控制拉杆的运动速度，可控制预制裂纹的扩展速度；图像采集器记录裂纹扩展全过程并传输到相连的计算机中；计算机进行相应的后处理。
CN201710200409.1A 2017-03-29 2017-03-29 单向液压驱动式全裂纹管道断裂模拟实验装置及实验方法 Active CN106950114B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710200409.1A CN106950114B (zh) 2017-03-29 2017-03-29 单向液压驱动式全裂纹管道断裂模拟实验装置及实验方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710200409.1A CN106950114B (zh) 2017-03-29 2017-03-29 单向液压驱动式全裂纹管道断裂模拟实验装置及实验方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106950114A CN106950114A (zh) 2017-07-14
CN106950114B true CN106950114B (zh) 2019-07-16

Family

ID=59474863

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710200409.1A Active CN106950114B (zh) 2017-03-29 2017-03-29 单向液压驱动式全裂纹管道断裂模拟实验装置及实验方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106950114B (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3628227A (en) * 1969-02-28 1971-12-21 Vernon Tool Co Ltd Method of expanding tubes
CN2316064Y (zh) * 1996-07-26 1999-04-28 江苏石油化工学院 液压胀接装置
CN1704186A (zh) * 2004-06-03 2005-12-07 巴尔克有限公司 液压膨胀的设备及方法
CN201500723U (zh) * 2009-08-18 2010-06-09 南京天界三塔节能装备有限公司 一种密封可靠的液压胀杆装置
CN102854061A (zh) * 2012-07-31 2013-01-02 清华大学 一种含贯穿裂纹管道的加载方法
CN203414359U (zh) * 2013-09-06 2014-01-29 山东科技大学 一种管道内压致裂实验机
CN203479479U (zh) * 2013-09-18 2014-03-12 天津赛瑞机器设备有限公司 水压机接箍支撑推板
CN203479477U (zh) * 2013-09-18 2014-03-12 天津赛瑞机器设备有限公司 水压机用接箍支撑
CN203519260U (zh) * 2013-08-13 2014-04-02 江苏绿叶锅炉有限公司 一种内螺纹管水压工装

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3628227A (en) * 1969-02-28 1971-12-21 Vernon Tool Co Ltd Method of expanding tubes
CN2316064Y (zh) * 1996-07-26 1999-04-28 江苏石油化工学院 液压胀接装置
CN1704186A (zh) * 2004-06-03 2005-12-07 巴尔克有限公司 液压膨胀的设备及方法
CN201500723U (zh) * 2009-08-18 2010-06-09 南京天界三塔节能装备有限公司 一种密封可靠的液压胀杆装置
CN102854061A (zh) * 2012-07-31 2013-01-02 清华大学 一种含贯穿裂纹管道的加载方法
CN203519260U (zh) * 2013-08-13 2014-04-02 江苏绿叶锅炉有限公司 一种内螺纹管水压工装
CN203414359U (zh) * 2013-09-06 2014-01-29 山东科技大学 一种管道内压致裂实验机
CN203479479U (zh) * 2013-09-18 2014-03-12 天津赛瑞机器设备有限公司 水压机接箍支撑推板
CN203479477U (zh) * 2013-09-18 2014-03-12 天津赛瑞机器设备有限公司 水压机用接箍支撑

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
表面裂纹张开位移的研究及在应力容器与管道中的应用;杨芳毓 等;《力学学报》;19830131(第1期);第34-43页

Also Published As

Publication number Publication date
CN106950114A (zh) 2017-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101793646B (zh) 瓣模式薄壁管件周向力学性能测试装置
CN106918507B (zh) 单向驱动式半裂纹管道断裂模拟实验装置及实验方法
CN106840886B (zh) 双向驱动式管道断裂模拟实验装置及实验方法
CN102607760B (zh) 激波加载固定颗粒群非稳态力直接测量装置
CN106950114B (zh) 单向液压驱动式全裂纹管道断裂模拟实验装置及实验方法
CN203941066U (zh) 一种高温环境下防止应力松弛的应力腐蚀拉伸试验装置
CN106289996A (zh) 一种可进行真假三轴试验的装置
CN106989996B (zh) 单向液压扩径式管道断裂模拟实验装置及实验方法
CN106918510B (zh) 压力膨胀式管道断裂模拟实验装置及实验方法
CN107893636B (zh) 一种水平定向钻扩孔反循环模拟实验装置及实验方法
CN107044940B (zh) 考虑空间约束状态的破碎试验装置
CN102445382A (zh) 一种高温三轴试验传压固体预装机构及方法
CN107063868B (zh) 双向液压扩径式管道断裂模拟实验装置及实验方法
US4615221A (en) Triaxial compression test apparatus
CN104316667B (zh) 弹体装药压缩环境模拟试验装置
CN105403449B (zh) 一种岩石力学试验机底座
CN110082217B (zh) 内嵌式土工三轴仪及其试验操作方法
CN108444848B (zh) 动-静耦合作用下含瓦斯煤岩破裂过程多参量试验装置
CN102539228A (zh) 一种高温三轴试验传压固体预装机构及方法
CN103115853A (zh) 激波加载双排模型球阵动态力直接测量装置
CN104913926A (zh) 一种可控偏心量的斜圈弹簧疲劳试验装置及试验方法
CN106525595B (zh) 一种可进行真假三轴试验的方法
CN209342527U (zh) 含瓦斯煤体卸压后发生层裂破坏的模拟研究实验装置
CN104237033B (zh) 炸药装药试件壁面压力监测试验装置
CN207999500U (zh) 一种超高压试验容器的组合密封结构

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CB03 Change of inventor or designer information
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Yi Haijiao

Inventor after: Zhen Ying

Inventor after: Cao Yuguang

Inventor after: Huang Xiaoguang

Inventor after: Li Yunpeng

Inventor before: Yi Haijiao

Inventor before: Zhen Ying

Inventor before: Cao Yuguang

Inventor before: Sun Yongtai

Inventor before: Huang Xiaoguang

Inventor before: Li Yunpeng