形测定组件位于压力机压头的侧方，所述压力机6位 于上压盘1的正上方。
[0023] 试验步骤如下
[0024] 第一步：将压缩体装入试验圆筒中部，然后从试验圆筒两端分别装入上压盘和下 压盘，保证上压盘、下压盘、压缩体三者轴线重合；
[0025] 第二步：将压力传感器置于下压盘的正下方；将变形测定组件固定于工作台上， 其感应器件放置于压力机压头的一侧；
[0026] 第三步：利用紧固组件将上压盘、压缩体、下压盘、试验圆筒和压力传感器固定于 工作台上，并确保上述部件与压力机压头的轴线重合；
[0027] 第四步：启动压力机，用不同增压速率压缩压缩组件，观察压力传感器和变形测定 组件所得数据，检查其工作状态是否正常。如果出现异常，重复步骤二、三、四，直到正常为 止；
[0028] 第五步：控制压力机加压速率，调节内压和加载过程进行内压试验；
[0029] 第六步：读取压力传感器和变形测定组件记录数据，获得压缩体在试验过程中实 际承受的轴向应力和应变变化历史，可得到实验过程中内压变化过程。
[0030] 压缩体承受的轴向压力与产生的径向压力之间的关系推导过程如下。
[0031] 取X方向为圆柱轴向，利用胡克定律，可得到下式：
[0032]
CD
[0033] 式中：ε 弹性体的轴向应变；
[0034] σ χ、σ r、σ 弹性体X、r、Θ方向的应力；
[0035] E-弹性体材料的模量；
[0036] μ -弹性体材料的泊松比。
[0037] 认为试验过程中弹性体处于轴对称状况，则有：
[0038] 〇 r - 〇 0
[0039] 带入⑴式，对其进行简化处理可得：
[0040]
(2)
[0041] 若用？1表示内压，对于内压测试试样，在内表面处有：
[0042] P1=-Or
[0043] 带入⑵式，可得：
[0044]
(3.)
[0045] 本发明中，压缩体选用不可压缩线弹性材料，因此μ =0.5,带入式（3)则有：
[0046]
(4)
[0047] 式中，〇丨为压缩体中一给定应变值的弹性应力值。上式（4)即为压缩体轴压与内 压之间的关系式，测得弹性体轴向应力σχ和位移ε χ，即可得到圆筒内压Pp
[0048] 如果在试验过程中，压缩体出现了大变形，此时，工程应力应变值计算所得出的内 压结果不再准确，应采用真实应力应变值。工程应力应变值和真实应力应变值有式（5)所 不关系：
[0049]
C：S)
[0050] 式中：f，弹性体的轴向真实应力、应变；
[0051] ε，σ -弹性体的轴向工程应力、应变；
[0052] 此时，压缩体的杨氏模量满足于另一种应力应变关系：
[0053] (:6)
[0054] (7)
[0055] 将（7)式带入（4)式，可以得到在大变形情况下的压缩体轴压与内压之间的关系 式：
[0056]
(S)
[0057] 由于内压会受压缩弹性体应力分布的影响，要达到一给定所需内压，直径越小，需 要加载的轴向压缩载荷越小，因此，该测试手段更适用于小直径圆筒试样。
[0058] 综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的 保护范围之内。
【主权项】
1. 一种内压圆筒压力试验方法，其特征在于，该方法采用固体弹性材料代替传统压缩 介质，并将固体弹性材料加工成圆柱状压缩体装填于试验圆筒内，压缩体在轴向压缩力作 用下产生径向膨胀，对试验圆筒产生内压力；通过控制压力机加载速率获得预期内压以及 加载过程。2. 如权利要求1所述的内压圆筒压力试验方法，其特征在于，所述固体弹性材料为硅 橡胶。3. -种内压圆筒压力试验系统，包括压力机（6)、上压盘（1)、压缩体（2)、下压盘（7)、 试验圆筒（3)、底座（4)、压力传感器（8)、变形测定组件（5)和工作台（9); 所述压缩体（2)由固体弹性材料制成并呈圆柱状； 所述底座（4)的上表面加工有两级台阶孔，下表面加工有圆柱形凸台，台阶孔与圆柱 形凸台的中心轴线同轴； 所述工作台（9)的上表面上加工有中心定位槽； 所述底座（4)的圆柱形凸台与工作台（9)的中心定位槽配合后固定连接，所述压力传 感器（8)位于底座（4)的第二级台阶孔的底面上，所述试验圆筒（3)的底面与底座（4)的 第一级台阶面接触，所述上压盘（1)、压缩体（2)和下压盘（7)由上至下依次套装在试验圆 筒（3)内，下压盘（7)的底面与测压组件（8)的上表面接触，下压盘（7)位于试验圆筒（3) 外部的外圆周面与底座（4)的第二级台阶孔的内圆周面接触；所述变形测定组件（5)位于 压力机压头的侧方，所述压力机（6)位于上压盘（1)的正上方。4. 如权利要求3所述的内压圆筒压力试验系统，其特征在于，当压力值超过 150_200MPa时，在压缩体与上压盘、下压盘间塞入尼龙塾片。
【专利摘要】本发明公开了一种内压圆筒压力试验方法及系统，属于检验装备技术领域。该方法采用固体弹性材料代替传统压缩介质，并将固体弹性材料加工成圆柱状压缩体装填于试验圆筒内，压缩体在轴向压缩力作用下产生径向膨胀，对试验圆筒产生内压力；通过控制压力机加载速率获得预期内压以及加载过程。实验过程中若试验圆筒失效，因压缩体易于被压缩，试验圆筒内的压力会迅速下降，大量能量被压缩体吸收，本发明可大大降低剩余能量对试验现场设备和人员的破坏能力。
【IPC分类】G01N3/08, G01N3/02
【公开号】CN105092375
【申请号】CN201510428552
【发明人】皮爱国, 刘柳, 左腾, 田春雷, 黄风雷
【申请人】北京理工大学
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年7月20日