[发明专利]管道残余应力的测量方法

权利要求书

1.一种管道残余应力的测量方法，其特征在于，测量方法通过长输管道应力测量设备来实现，所述应力测量设备包括手钻台、主机和应力计算模块，其中，所述主机与所述手钻台相连以控制所述手钻台进行钻孔并采集钻孔过程中产生的释放应变数据；所述应力计算模块能够接收所述释放应变数据并计算得到待测管道的残余应力；

所述测量方法包括：

将所述手钻台固定在待测试件表面，确定钻孔的位置并安装三相应变花；

通过所述主机控制所述手钻台在钻孔位置进行钻孔，所述三相应变花将钻孔过程中产生的释放应变传递给所述应力计算模块，所述应力计算模块计算当前点位的残余应力；

按照应力测量规定方式在所述待测试件表面的不同点位重复进行钻孔和测试，得到所述待测试件表面的残余应力分布图。

2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，利用以下公式(1)以及公式(2)来计算得到第一主应力和第二主应力：

其中，ε₁和ε₃分别为钻孔后所述三向应变花测得的释放应变，A为第一应变释放系数，B为第二应变释放系数，σ₁为所述第一主应力，σ₂为所述第二主应力。

3.根据权利要求2所述的测量方法，其特征在于，所述应力测量设备包括多个应变片，所述多个应变片分别设置在平行于所述第一主应力和所述第二主应力的方向。

4.根据权利要求2所述的测量方法，其特征在于，所述第一应变释放系数和所述第二应变释放系数的标定试验为单向拉伸试验。

5.根据权利要求4所述的测量方法，其特征在于，利用以下公式(3)和公式(4)来计算得到所述第一应变释放系数和所述第二应变释放系数：

其中，所述第一主应力为单向拉伸所施加应力σ，所述第二主应力为零。

6.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述残余应力的测量误差低于0.05％。

7.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述测量方法为盲孔法，所述应力计算模块内置有计算程序，所述计算程序能够根据所述主机采集的释放应变数据计算出当前点位的残余应力。

8.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，在所述应力计算模块中利用编程语言对弹塑性公式进行编译，以使得在钻孔后直接获得所述残余应力。

9.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述手钻台包括手钻台纵梁、手钻台横梁、水平仪、手钻、底座、吸附固定单元、垂直仪和旋紧螺钉，其中，所述手钻台纵梁垂直设置在所述底座上，所述手钻台纵梁上设置有供所述手钻台横梁上下滑动的滑轨；所述手钻台横梁与所述手钻台纵梁彼此呈垂直设置，所述手钻台横梁的一端设置在所述滑轨中，所述手钻台横梁的另一端与所述手钻连接，所述手钻台横梁能够控制所述手钻台的横向移动；所述吸附固定单元设置在所述底座上，以使所述手钻台与所述待测管道的外壁或内壁固定；所述水平仪固定设置在所述手钻台横梁上，以校准所述手钻的横向移动距离；所述垂直仪固定设置在所述手钻台纵梁上，以校准所述手钻的纵向移动距离；所述旋紧螺钉能够锁紧和松开所述手钻台纵梁与所述手钻台横梁。

10.根据权利要求9所述的测量方法，其特征在于，所述手钻台横梁还包括横梁进给机构，所述手钻台横梁的另一端通过所述横梁进给机构与所述手钻固定连接，通过所述横梁进给机构来控制所述手钻在水平方向的移动距离。