[发明专利]一种大型复杂结构件弯曲试验装置及其安装方法

说明书

本发明公开了一种大型复杂结构件弯曲试验装置及其安装方法，其中，该装置包括测试系统承载框架，测试系统承载框架上设置有第一载荷施加机构和第二载荷施加机构，第一载荷施加机构和所述第二载荷施加机构均包括试样承载法兰、加载油缸和弯曲加载反力架。本发明公开了一种大型复杂结构件弯曲试验装置及其安装方法，装置具有良好的扩展性，可满足不同试验力、不同载荷加载形势、不同结构条件下复杂结构件试样的弯曲疲劳试验，具有广阔的应用前景和经济效益，为大型复杂结构件的综合力学性能研究以及疲劳性能评估提供重要理论依据，保证大型装备的安全、可靠服役。

技术领域

本发明涉及材料力学性能测试技术领域，具体涉及一种大型复杂结构件弯曲试验装置及其安装方法。

背景技术

随着我国对石油天然气等化石能源的需求不断增大，海洋越来越成为资源开发的重要战略目标，而海洋资源的顺利开发与利用很大程度上依赖于海洋平台的使用性能及其安全性。由于海洋平台尺寸大、结构复杂、承受复杂载荷并且服役环境差，因此对其关键焊接结构的疲劳性能的研究，有助于对关键疲劳危险部位进行合理的疲劳设计，进而避免结构失效等事故的发生，保障大型海洋平台的安全服役。

大型复杂结构件的往往服役于载荷复杂、环境恶劣的环境，因此需要搭建合理、可靠的测试系统对其复杂的受力情况进行有效分析，获得可靠的疲劳性能数据，从而保证疲劳设计的合理性。目前在国内加载试验多集中于常规拉压载荷与四点弯曲加载，关于复杂结构的双轴弯曲加载测试系统研究较少，特别是在此基础上试验力能够达到20000kN级别的测试系统少有报道。究其原因在于目前缺乏针对大型复杂结构件进行弯曲试验的装置及方法，不能够对弯曲载荷的加载方法进行改善。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大型复杂结构件弯曲试验装置及其安装方法，用以解决目前缺乏针对大型复杂结构件进行弯曲试验的装置及方法而不能够对弯曲载荷的加载方法进行改善的问题。

本发明提供一种大型复杂结构件弯曲试验装置，用于对待测结构试样进行弯曲试验，包括测试系统承载框架，所述测试系统承载框架上设置有第一载荷施加机构和第二载荷施加机构，所述第一载荷施加机构和所述第二载荷施加机构均包括试样承载法兰、加载油缸和弯曲加载反力架，待测结构试样为立方体，待测结构试样设置于测试系统承载框架上；第一载荷施加机构和第二载荷施加机构的试样承载法兰分别设置于所述待测结构试样的两个相邻侧面上；第一载荷施加机构的弯曲加载反力架和第二载荷施加机构的弯曲加载反力架分别设置于相对应的试样承载法兰所在的待测结构试样的侧面的正前方；所述第一载荷施加机构的加载油缸的两端分别连接所述第一载荷施加机构的试样承载法兰和弯曲加载反力架上，所述第二载荷施加机构的加载油缸的两端分别连接所述第二载荷施加机构的试样承载法兰和弯曲加载反力架上；所述测试系统承载框架内装有测试系统，所述第一载荷施加机构和所述第二载荷施加机构的加载油缸分别通过有线与所述测试系统相连。

优选地，所述弯曲加载反力架包括一块水平底板、一块矩形立板和两块三角加强板，一块矩形立板垂直焊接在所述水平底板的外端，两块三角加强板分别设置于所述水平底板的两侧且所述三角加强板的两个边分别与水平底板和矩形立板的外部焊接，一块水平底板、一块矩形立板和两块三角加强板共同焊接组合成上方和侧面开口的所述弯曲加载反力架。

优选地，所述水平底板和所述矩形立板为高强度钢板。

优选地，所述弯曲加载反力架的水平底板的底部加工有若干个弯曲加载反力架键槽，用于承受侧向剪切力。

优选地，所述弯曲加载反力架的水平底板和矩形立板上开设有若干个弯曲加载反力架螺纹孔，用于穿设螺栓连接加载油缸的端部；所述第一载荷施加机构和所述第二载荷施加机构的加载油缸的两端分别通过螺栓连接在相应的试样承载法兰和弯曲加载反力架上。

优选地，所述第一载荷施加机构和第二载荷施加机构的纵向相互垂直安装所述待测结构试样的两个相邻侧面，通过加载弯曲加载反力架实现对待测结构试样的两个相邻侧面的垂直加载。