[发明专利]双向液压扩径式管道断裂模拟实验装置及实验方法

摘要

本发明涉及一种双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；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；管道支撑系统对实验管段的两端进行支撑；管道扩撑系统位于实验管段内，进油管进油为管道扩撑系统提供液压动力；管道扩撑系统对实验管段进行扩撑，预制裂纹双向扩展；DIC测试系统对实验管段的断裂过程进行实时观测。本发明实验试样采用全尺寸管道试样，直接从管道上截取，减小尺寸误差、约束误差等，保证数据的可靠性；实验采用液压驱动装置，降低工作风险，减少成本；运用DIC测试装置实时观测裂纹扩展情况，方便获取所需数据。

主权项

1.一种双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；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；管道支撑系统对实验管段的两端进行支撑；管道扩撑系统位于实验管段内，进油管进油为管道扩撑系统提供液压动力；管道扩撑系统对实验管段进行扩撑，预制裂纹双向扩展；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；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是右上橡胶圈、右上金属圈，右下卡圈由内向外依次是右下橡胶圈、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：第一管道扩撑系统、第二管道扩撑系统、分流管；第一管道扩撑系统、第二管道扩撑系统相对于实验管段径向中面完全对称；第一管道扩撑系统，包括：四块第一扇形块、左第一级伸缩杆、左第二级伸缩杆、第一液压缸主体；四块第一扇形块结构完全相同，四块第一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；四块第一扇形块的内壁中心均与四根左第一级伸缩杆外端连接；左第一级伸缩杆、左第二级伸缩杆、第一液压缸主体沿轴向依次相互配合；左第一级伸缩杆、左第二级伸缩杆沿周向均布；第二管道扩撑系统包括：四块第二扇形块、右第一级伸缩杆、右第二级伸缩杆、第二液压缸主体；四块第二扇形块结构完全相同，四块第二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；四块第二扇形块的内壁中心均与四根右第一级伸缩杆外端连接；右第一级伸缩杆、右第二级伸缩杆、第二液压缸主体沿轴向依次相互配合；右第一级伸缩杆、右第二级伸缩杆沿周向均布；第一管道扩撑系统、第二管道扩撑系统由分流管相连，分流管中部连接进油管，由进油管进油，分流管将动力油分流到第一管道扩撑系统、第二管道扩撑系统中，分别为管道扩撑系统、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，并做分析计算。