[发明专利]压力膨胀式管道断裂模拟实验装置及实验方法

摘要

本发明涉及一种压力膨胀式管道断裂模拟实验装置，包括：管道支撑系统、管道扩撑系统、动力系统、DIC测试系统；管道支撑系统对实验管段的两端进行支撑；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；管道扩撑系统位于实验管段的中部，对实验管段施加膨胀压力，导致预制裂纹扩展；动力系统为管道扩撑系统提供压力动力；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，本发明所采用压力驱动装置，降低工作风险，减少成本；实验过程中，通过控制气囊的膨胀速度，可以控制裂纹的扩展速度，保证所得数据的精确性；气囊拥有足够长的长度，膨胀过程中与管壁均匀接触，保证实验过程裂纹稳定扩展。

主权项

1.一种压力膨胀式管道断裂模拟实验装置，包括：管道支撑系统、管道扩撑系统、动力系统、DIC测试系统；管道支撑系统对实验管段的两端进行支撑；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；管道扩撑系统位于实验管段的中部，对实验管段施加膨胀压力，导致预制裂纹扩展；动力系统为管道扩撑系统提供压力动力；DIC测试系统对实验管段的断裂过程进行实时观测；其特征在于：管道支撑系统，包括：左上卡圈、左下卡圈、右上卡圈、右下卡圈、第一橡胶卡圈、第二橡胶卡圈；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；第一橡胶卡圈、第二橡胶卡圈分别安装于管道扩撑系统的左右两端，通过螺钉固定于实验管段的内壁上；管道扩撑系统，包括：气囊、输出管、输入管、第一阀门、第二阀门；气囊关于实验管段的轴向中面左右对称，气囊的左端安装输入管，气囊的右端安装输出管，在气囊与输入管和输出管之间分别安装有第一阀门、第二阀门；第一橡胶卡圈、第二橡胶卡圈分别安装于气囊的左右两端，通过螺钉固定于实验管段的内壁上；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，图像采集器可以完全录制裂纹的扩展过程，图像采集器与计算机相连，通过图像采集器采集的信息可以传输到计算机中，并做分析计算。