[发明专利]一种船舶系统管路支架静刚度测试装置及测试方法

权利要求书

1.一种船舶系统管路支架静刚度测试装置，其特征在于，包括主体框架、加载装置和管路支承夹持装置，所述主体框架包括上下对称设置的上固定框和下固定座，所述上固定框和下固定座之间通过设于四角位置的四根导向柱相连，上固定框中心开有通孔；所述加载装置包括螺杆、滑动平台和压头，所述螺杆顶部与油缸相连，底部设有连接凸耳与滑动平台顶部设有的铰接支座通过转轴铰接相连，所述压头与滑动平台的底部相连，滑动平台四角分别与四根导向柱套接相连，沿导向柱上下滑动；所述管路支承夹持装置包括管托板、管托垫片、管路支架和基架，所述基架安设于下固定座顶部中心，所述管路支架设于基架顶部中心，所述管托板设于管路底部，所述管托垫片设于压头两侧与管托板上下对称，通过螺栓连接；所述管路支架底部焊接钢板，所述钢板通过螺栓与所述基架相连，钢板中心开有圆形通孔；所述基架前后设有贯穿的通槽，顶部设有圆形通孔，所述圆形通孔与所述通槽相连通，基架顶面上对称设有两排螺孔。

2.根据上述权利要求1所述的一种船舶系统管路支架静刚度测试装置，其特征在于，所述压头为单管压头，由单管顶板、单管底板和单管立板组成的矩形框架结构，单管顶板与所述滑动平台底部中心通过螺栓相连，单管底板的两侧边设有连接通孔，底部中心沿纵向开有直线槽。

3.根据上述权利要求1所述的一种船舶系统管路支架静刚度测试装置，其特征在于，所述压头为多管压头，由多管底板和铰接支座组成，铰接支座设于多管底板的顶部中心，通过转轴与所述滑动平台底部中心设有的连接凸耳铰接相连，多管底板的两侧边设有连接通孔，底部中心沿纵向开有直线槽。

4.根据上述权利要求2或3所述的一种船舶系统管路支架静刚度测试装置，其特征在于，所述管托板包括托板本体和上、下挡板，所述上挡板设于托板本体的顶部外侧边，所述下挡板设于托板本体的底部内侧边，托板本体上均匀间隔设有多个通孔。

5.根据上述权利要求4所述的一种船舶系统管路支架静刚度测试装置，其特征在于，所述管托垫片为条形片状结构，沿轴向均匀间隔设有多个通孔，与所述管托板上的通孔相对应，通过螺栓相连，管托垫片内侧边设有外凸的连接孔，通过螺钉与所述压头相连。

6.采用权利要求1所述的一种船舶系统管路支架静刚度测试方法，其特征在于，包括如下内容：

S1)管路支架安装与更换：实验前，将对应的管路支架与预先特制的钢板焊在一起，成为一个整体，根据管路支架的尺寸大小在基架上选择合适间距的螺孔，对准后旋入螺栓，将管路支架与基架连接，并选取相应的管托板及管托垫片夹持住管道，完成管路支架的安装固定；

S2)试样准备：结合基架正面及背面的矩形通槽，通过特质钢板和基架上的圆形通孔，伸入应力应变片，在管路支架的相应位置粘贴，粘贴前清除表面油漆、氧化层和污垢，并用细砂纸打磨，保证待测部位复合应力应变片的粘贴要求；

S3)预加载：正式加载前，试样首先需在测试方向上重复进行三次预压试验，以消除橡胶制品的滞后现象，载荷范围从零加至1.25倍额定载荷并保持30s，再逐步卸载至零，重复进行三次；

S4)三次预压试验后，进行静刚度测量试验，额定载荷根据管路的型号、尺寸及介质参数计算获得；控制端输出指令控制油缸以特定的加载速度伸缩，进而控制整个加载平台上下滑动，从而实现预定载荷的施加将试验从0加载到1.25倍额定载荷，加载速度为1mm/min，试验机同时记录各点加载的载荷F和位移，同时采集应力σ和应变ε的数据，绘制出管路支架的载荷-变形曲线，使用数据处理软件求出载荷-变形曲线与坐标轴形成的面积A，所求面积A即为试验机对样品做的功，根据能量等效原理，在同样的变形量下，用几何法做一个直角三角形，使其面积A₁等于面积A，那么，这个直角三角形斜边的斜率即为样品的静刚度。