CN108507875A - 一种适用于均匀金属薄壁直管疲劳试验的试验装置 - Google Patents

一种适用于均匀金属薄壁直管疲劳试验的试验装置 Download PDF

Info

Publication number
CN108507875A
CN108507875A CN201810239142.1A CN201810239142A CN108507875A CN 108507875 A CN108507875 A CN 108507875A CN 201810239142 A CN201810239142 A CN 201810239142A CN 108507875 A CN108507875 A CN 108507875A
Authority
CN
China
Prior art keywords
straight tube
metal thin
wall
carbon fiber
collet
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.)
Pending
Application number
CN201810239142.1A
Other languages
English (en)
Inventor
李曰兵
田薇
陈俊峰
周明珏
李美艳
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.)
Zhejiang University of Technology ZJUT
Original Assignee
Zhejiang University of Technology ZJUT
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 Zhejiang University of Technology ZJUT filed Critical Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority to CN201810239142.1A priority Critical patent/CN108507875A/zh
Publication of CN108507875A publication Critical patent/CN108507875A/zh
Pending legal-status Critical Current

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
    • 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
    • G01N3/02—Details
    • 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
    • G01N2203/0017—Tensile
    • 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
    • G01N2203/0069—Fatigue, creep, strain-stress relations or elastic constants
    • G01N2203/0073—Fatigue
    • 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
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/026—Specifications of the specimen
    • G01N2203/0262—Shape of the specimen
    • G01N2203/0274—Tubular or ring-shaped specimens

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

本发明公开了一种适用于均匀金属薄壁直管疲劳试验的试验装置，包括金属薄壁直管及设置在金属薄壁直管两端位置的夹头，所述夹头内配合设置活动夹块，且活动夹块能在夹头内相对夹头滑动，所述金属薄壁直管两端部位置分别配合设置内塞，所述金属薄壁直管的两端在靠近内塞的位置处分别缠绕设置碳纤维增材，且保证碳纤维增材缠绕在金属薄壁直管上后与内塞的端部平齐，所述活动夹块套设在金属薄壁直管两端的碳纤维增材上。本发明的有益效果是，通过在金属薄壁管两端位置缠绕碳纤维增材，增加了金属薄壁管两端厚度，因此金属薄壁直管两端的疲劳强度得到加强，解决金属薄壁直管通常在进行轴向拉压试验时管材两端比中间先产生疲劳裂纹的问题。

Description

一种适用于均匀金属薄壁直管疲劳试验的试验装置
技术领域
本发明涉及疲劳试验装置技术领域，具体涉及一种适用于均匀金属薄壁直管疲劳试验的试验装置。
背景技术
目前金属薄壁管以其优异的传热性能，已广泛应用于核电、石化等工业领域，如核电站蒸汽发生器传热管、超临界电站锅炉管等，但在流致振动等载荷作用下这些薄壁金属管易发生疲劳破坏，因此研究金属薄壁直管的疲劳行为与机理，更为准确地测量其疲劳性能，对这些关键设备的设计及安全运行具有重要意义。结构的疲劳评价常依据结构材料的疲劳寿命，多由标准疲劳试样（如圆形横截面试样、矩形横截面试样等）通过疲劳实验测得，在进行疲劳试验时，由于金属薄壁管试样所受横向压力的不连续性，不满足应力在试样均匀分布原则，将导致在试样的两端密封区域提前出现疲劳失效，这会影响在金属薄壁管材疲劳性能测量的准确性，而国内外尚无金属薄壁管疲劳行为与机理，更为准确地测量其疲劳性能数据的报道，研发出一种适用于均匀金属薄壁直管疲劳试验的纤维增强试样是进行上述研究的首要条件。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了结构合理的一种适用于均匀金属薄壁直管疲劳试验的试验装置。
本发明的技术方案如下：
一种适用于均匀金属薄壁直管疲劳试验的试验装置，包括金属薄壁直管及设置在金属薄壁直管两端位置的夹头，其特征在于，所述夹头内配合设置活动夹块，且活动夹块能在夹头内相对夹头滑动，所述金属薄壁直管两端部位置分别配合设置内塞，所述金属薄壁直管的两端在靠近内塞的位置处分别缠绕设置碳纤维增材，且保证碳纤维增材缠绕在金属薄壁直管上后与内塞的端部平齐，所述活动夹块套设在金属薄壁直管两端的碳纤维增材上。
所述的一种适用于均匀金属薄壁直管疲劳试验的试验装置，其特征在于，所述夹头顶部中间位置处开设有竖直孔，所述夹头底部中间位置开设有用于活动夹块安装的安装孔，所述安装孔采用倒锥形结构，其内壁向内倾斜设置，所述安装孔与竖直孔之间连通，且安装孔顶部尺寸大于竖直孔的尺寸，并在连接处构成限位结构。
所述的一种适用于均匀金属薄壁直管疲劳试验的试验装置，其特征在于，所述活动夹块中间位置开设有用于金属薄壁直管安装的直通孔，所述活动夹块采用倒锥形结构，其外壁向内倾斜设置。
所述的一种适用于均匀金属薄壁直管疲劳试验的试验装置，其特征在于，所述碳纤维增材的缠绕长度大于活动夹块与碳纤维增材的夹持接触部分的长度，且小于金属薄壁直管长度的三分之一。
所述的一种适用于均匀金属薄壁直管疲劳试验的试验装置，其特征在于，所述碳纤维增材缠绕厚度大于金属薄壁直管的壁厚。
本发明的有益效果是：
1）通过在金属薄壁管两端位置缠绕碳纤维增材，增加了金属薄壁管两端厚度，因此金属薄壁直管两端的疲劳强度得到加强，解决金属薄壁直管通常在进行轴向拉压试验时管材两端比中间先产生疲劳裂纹的问题。
2）夹头设置在金属薄壁管两端位置，并通过活动夹块夹持金属薄壁管，可以对金属薄壁管进行轴向拉压疲劳试验。
3）该装置不破坏金属直管的物理结构，对疲劳实验结果无影响，保证实验数据的准确性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的A-A向截面图；
图3为本发明的夹头结构示意图；
图4为本发明的活动夹块结构示意图；
图中：1-夹头，101-竖直孔，102-安装孔，103-内壁，104-限位结构，2-活动夹块，201-直通孔，202-外壁，3-碳纤维增材，4-金属薄壁直管，5-内塞。
具体实施方式
以下结合说明书附图，对本发明作进一步描述。
如图1-4所示，一种适用于均匀金属薄壁直管疲劳试验的试验装置，包括夹头1、竖直孔101、安装孔102、内壁103、限位结构104、活动夹块2、直通孔201、外壁202、碳纤维增材3、金属薄壁直管4及内塞5。
夹头1设置在金属薄壁直管4两端位置的，夹头1内配合设置活动夹块2，且活动夹块2能在夹头1内相对夹头1滑动，金属薄壁直管4两端部位置分别配合设置内塞5，所述金属薄壁直管4的两端在靠近内塞5的位置处分别缠绕设置碳纤维增材3，且保证碳纤维增材3缠绕在金属薄壁直管4上后与内塞5的端部平齐，所述活动夹块2套设在金属薄壁直管4两端的碳纤维增材3上。
夹头1顶部中间位置处开设有竖直孔101，夹头1底部中间位置开设有用于活动夹块2安装的安装孔102，安装孔102采用倒锥形结构，其内壁103向内倾斜设置，安装孔102与竖直孔101之间连通，且安装孔102顶部尺寸大于竖直孔101的尺寸，并在连接处构成限位结构104。
活动夹块2中间位置开设有用于金属薄壁直管4安装的直通孔201，活动夹块2采用倒锥形结构，其外壁202向内倾斜设置。
工作过程：
碳纤维增材3通过干法缠绕在金属薄壁直管4的被夹两端；内塞5放在金属薄壁直管4内；活动夹块2套在金属薄壁直管4两端的碳纤维增材3上；夹头1夹持着活动夹块2；夹头1施加的应力，通过活动夹块2，加载到金属薄壁直管4两端的碳纤维增材3；碳纤维增材3缓解了活动夹块2对金属薄壁直管4的应力集中，保证了应力在金属薄壁直管4上均匀分布原则，避免疲劳实验中金属薄壁直管4两端比中间先产生疲劳裂纹的问题；碳纤维增材3缠绕的长度大于活动夹块2与碳纤维增材3的夹持接触部分的长度，保证了有效的夹持；且碳纤维增材3的长度小于金属薄壁直管4长度的三分之一；碳纤维增材3厚度大于属薄壁直管4的厚度，以保证强度要求。
综上所述，本发明提供一种适用于均匀金属薄壁直管疲劳试验的碳纤维增强试样，在不改变金属薄壁直管4自身结构的前提下，可以满足在对试样做疲劳实验时，施加的应力在试样均匀分布原则，避免疲劳实验中金属薄壁直管4两端比中间先产生疲劳裂纹的问题，确保金属薄壁直管疲劳实验数据准确性。

Claims (5)

1.一种适用于均匀金属薄壁直管疲劳试验的试验装置，包括金属薄壁直管（4）及设置在金属薄壁直管（4）两端位置的夹头（1），其特征在于，所述夹头（1）内配合设置活动夹块（2），且活动夹块（2）能在夹头（1）内相对夹头（1）滑动，所述金属薄壁直管（4）两端部位置分别配合设置内塞（5），所述金属薄壁直管（4）的两端在靠近内塞（5）的位置处分别缠绕设置碳纤维增材（3），且保证碳纤维增材（3）缠绕在金属薄壁直管（4）上后与内塞（5）的端部平齐，所述活动夹块（2）套设在金属薄壁直管（4）两端的碳纤维增材（3）上。
2.根据权利要求1所述的一种适用于均匀金属薄壁直管疲劳试验的试验装置，其特征在于，所述夹头（1）顶部中间位置处开设有竖直孔（101），所述夹头（1）底部中间位置开设有用于活动夹块（2）安装的安装孔（102），所述安装孔（102）采用倒锥形结构，其内壁（103）向内倾斜设置，所述安装孔（102）与竖直孔（101）之间连通，且安装孔（102）顶部尺寸大于竖直孔（101）的尺寸，并在连接处构成限位结构（104）。
3.根据权利要求1所述的一种适用于均匀金属薄壁直管疲劳试验的试验装置，其特征在于，所述活动夹块（2）中间位置开设有用于金属薄壁直管（4）安装的直通孔（201），所述活动夹块（2）采用倒锥形结构，其外壁（202）向内倾斜设置。
4.根据权利要求1所述的一种适用于均匀金属薄壁直管疲劳试验的试验装置，其特征在于，所述碳纤维增材（3）的缠绕长度大于活动夹块（2）与碳纤维增材（3）的夹持接触部分的长度，且小于金属薄壁直管（4）长度的三分之一。
5.根据权利要求1所述的一种适用于均匀金属薄壁直管疲劳试验的试验装置，其特征在于，所述碳纤维增材（3）缠绕厚度大于金属薄壁直管（4）的壁厚。
CN201810239142.1A 2018-03-22 2018-03-22 一种适用于均匀金属薄壁直管疲劳试验的试验装置 Pending CN108507875A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810239142.1A CN108507875A (zh) 2018-03-22 2018-03-22 一种适用于均匀金属薄壁直管疲劳试验的试验装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810239142.1A CN108507875A (zh) 2018-03-22 2018-03-22 一种适用于均匀金属薄壁直管疲劳试验的试验装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108507875A true CN108507875A (zh) 2018-09-07

Family

ID=63378136

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810239142.1A Pending CN108507875A (zh) 2018-03-22 2018-03-22 一种适用于均匀金属薄壁直管疲劳试验的试验装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108507875A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109269852A (zh) * 2018-10-16 2019-01-25 浙江工业大学 一种适用于均匀金属薄壁管疲劳试验的增强试样
CN109632635A (zh) * 2019-02-28 2019-04-16 常州工学院 一种无骨线圈粘接力自动测试装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2909230Y (zh) * 2006-04-07 2007-06-06 中国航空工业第一集团公司北京航空材料研究院 一种金属薄板轴向拉压疲劳试验的防弯曲夹具
CN101526451A (zh) * 2009-04-01 2009-09-09 西南交通大学 金属薄壁等壁厚管材高温疲劳试验夹具
JP2012108102A (ja) * 2010-10-28 2012-06-07 Kobe Steel Ltd 円筒形金属素材の疲労破壊評価方法
CN104792610A (zh) * 2015-04-17 2015-07-22 浙江大学 碳纤维复合材料管道试件夹持装置
CN105352801A (zh) * 2015-11-24 2016-02-24 北京卫星制造厂 碳纤维增强树脂基薄壁复合材料管件压缩性能测试方法
CN105403452A (zh) * 2015-12-15 2016-03-16 天津大学 轴向与内压复合载荷作用下薄管专用夹具
JP2016099167A (ja) * 2014-11-19 2016-05-30 三菱日立パワーシステムズ株式会社 疲労試験方法、疲労試験片及び疲労試験装置
CN208026553U (zh) * 2018-03-22 2018-10-30 浙江工业大学 一种适用于均匀金属薄壁直管疲劳试验的试验装置
CN109269852A (zh) * 2018-10-16 2019-01-25 浙江工业大学 一种适用于均匀金属薄壁管疲劳试验的增强试样

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2909230Y (zh) * 2006-04-07 2007-06-06 中国航空工业第一集团公司北京航空材料研究院 一种金属薄板轴向拉压疲劳试验的防弯曲夹具
CN101526451A (zh) * 2009-04-01 2009-09-09 西南交通大学 金属薄壁等壁厚管材高温疲劳试验夹具
JP2012108102A (ja) * 2010-10-28 2012-06-07 Kobe Steel Ltd 円筒形金属素材の疲労破壊評価方法
JP2016099167A (ja) * 2014-11-19 2016-05-30 三菱日立パワーシステムズ株式会社 疲労試験方法、疲労試験片及び疲労試験装置
CN104792610A (zh) * 2015-04-17 2015-07-22 浙江大学 碳纤维复合材料管道试件夹持装置
CN105352801A (zh) * 2015-11-24 2016-02-24 北京卫星制造厂 碳纤维增强树脂基薄壁复合材料管件压缩性能测试方法
CN105403452A (zh) * 2015-12-15 2016-03-16 天津大学 轴向与内压复合载荷作用下薄管专用夹具
CN208026553U (zh) * 2018-03-22 2018-10-30 浙江工业大学 一种适用于均匀金属薄壁直管疲劳试验的试验装置
CN109269852A (zh) * 2018-10-16 2019-01-25 浙江工业大学 一种适用于均匀金属薄壁管疲劳试验的增强试样

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109269852A (zh) * 2018-10-16 2019-01-25 浙江工业大学 一种适用于均匀金属薄壁管疲劳试验的增强试样
CN109269852B (zh) * 2018-10-16 2024-06-07 浙江工业大学 一种适用于均匀金属薄壁管疲劳试验的增强试样
CN109632635A (zh) * 2019-02-28 2019-04-16 常州工学院 一种无骨线圈粘接力自动测试装置
CN109632635B (zh) * 2019-02-28 2021-06-22 常州工学院 一种无骨线圈粘接力自动测试装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106525603B (zh) 一种钼及钼合金棒、管材的高温拉伸检测设备及方法
CN104034599A (zh) 一种测试发动机材料极高温疲劳s-n曲线的试验系统
CN108507875A (zh) 一种适用于均匀金属薄壁直管疲劳试验的试验装置
CN109269852B (zh) 一种适用于均匀金属薄壁管疲劳试验的增强试样
CN105119069A (zh) 一种数字变电站所用变高压瓷套管接线夹头
CN203376209U (zh) 钢丝绳拉力试验机夹具
CN208026553U (zh) 一种适用于均匀金属薄壁直管疲劳试验的试验装置
CN211401921U (zh) 一种锚杆拉拔装置
CN111007155A (zh) 温-压耦合作用下的岩石损伤监测系统
CN110648772B (zh) 超临界水冷反应堆冷却剂通道内管外壁测温装置及方法
CN218094901U (zh) 一种用于管道水压试验的管道密封装置
CN209559594U (zh) 一种适用于均匀金属薄壁管疲劳试验的增强试样
CN206258160U (zh) 一种煤气检测仪表用在线更换装置
CN205586985U (zh) 石墨反应釜的高效传热结构
CN110057666A (zh) 管件全截面拉伸试验用工装及其使用方法
CN210081025U (zh) 一种电芯极柱与汇流排焊接工装装置
CN204012629U (zh) 电力快速拆卸连接器
CN205506034U (zh) 管材内径变形测量装置
CN201681021U (zh) 一种薄壁管轴向拉伸试验用夹具
CN221033937U (zh) 一种钢绞线腐蚀浸泡实验用密封结构
CN205844087U (zh) 高温下测量钢索轴向拉伸变形的位移引伸夹持装置
CN210269419U (zh) 一种锻钢三通生产用耐压性能检测装置
CN220305019U (zh) 一种pe管材的强度检测装置
CN101364698B (zh) 力可调的电缆插头探位工具
CN216265574U (zh) 管材夹具

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