[发明专利]单向液压扩径式管道断裂模拟实验装置及实验方法

摘要

本发明涉及一种单向液压扩径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、进油管、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；管道扩撑系统的内端面与实验管段的轴向中面重合；进油管进油为管道扩撑系统提供液压动力；DIC测试系统对实验管段的断裂过程进行实时观测。本发明的实验采用液压驱动装置，降低工作风险，减少成本；实验过程中，通过控制伸缩杆的运动速度，可以控制扇形块的张开速度，同时控制裂纹的扩展速度，保证所得数据的精确性；扇形块拥有足够长的长度，扩展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

1.一种单向液压扩径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、进油管、DIC测试系统；其特征在于，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；管道扩撑系统的内端面与实验管段的轴向中面重合；进油管进油为管道扩撑系统提供液压动力；DIC测试系统对实验管段的断裂过程进行实时观测；管道支撑系统，包括：左上卡圈、左下卡圈、右上卡圈、右下卡圈；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；管道扩撑系统，包括：四块扇形块、第一级伸缩杆、第二级伸缩杆、液压缸主体；四块扇形块结构完全相同，四块扇形块组合形成圆柱壳，圆柱壳的外壁与实验管段内壁面接触，圆柱壳的内端面与实验管段的轴向中面重合；四块扇形块的内壁中心均与四根第一级伸缩杆外端连接；第一级伸缩杆、第二级伸缩杆、液压缸主体沿轴向依次相互配合；第一级伸缩杆、第二级伸缩杆沿周向均布；液压缸主体连接进油管，通过进油管进油为管道扩撑系统提供液压动力；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，并做下一步的分析计算。