贵的两只直径1000/700_的液压缸约100万，其它厚板、支架等结构件总重约17吨，再加上简单的液压和气动控制，总造价完全可以控制在Y300?500万元，不足现有4000吨级拉伸机造价的10% ;而且本发明的技术方案还可以实现8000吨级甚至万吨级的拉伸试验。
[0064]以下将结合实施例，对本发明的试验方法和试验装置进一步进行详细说明。
[0065]实施例1:厚板止裂性能试验
[0066]在实施例1中，本发明的试验方法和试验装置用于日本船级社提出的止裂韧性试验方法《Guidelines on Brittle Crack Arrest Design》中，试样(Specimen)规格如图 3所示，将其两端焊接牵引块(Tab plate)，如图4所示；然后在试样两端施加拉力，并在试样高度方向产生0.25?0.350C /mm的温度梯度，最后对超低温侧的缺口处施加20?60J/mm板厚的冲击功，观察裂纹的生展情况。试验方法分为两种，一种试验是给定拉力，测量止裂位置；另一种试验是指定止裂位置，测试需要多少拉力。
[0067]根据该止裂韧性试验方法(ESS0试验方法)，采用本发明的试验装置的实验过程如下:
[0068]将试样I加工成如图3所示的形状，然后在两端焊接两个受力牵引块一一T型牵引块2，组成如图5所示的止裂韧性试验试样，再将图5焊接了 T型牵引块2的试样I整体吊装，将T型牵引块2嵌入两个受力翼3的牵引槽31中，构成如图6所示的H型拉伸牵引组件。H型拉伸牵引组件的结构虽然与图4略有不同，却能更好地满足对试样两边施加“均布力”的试验要求。
[0069]受力翼3由厚板切割焊接而成，其外形参见图6，受力翼3的要求不高，制作简易，受力翼3涉及到基本要求是:在图6的几个零件中，试样I是最“纤薄”易拉断的一件。根据拉力载荷的要求，可以根据应力分布在厚板的两侧焊接加强筋，分散应力来满足以上基本要求。受力翼3可以反复使用，将来在其承受多次负荷后发生变形或焊接处的劣化时，只需要取几块厚板重新焊接成新的受力翼3。
[0070]如图1所示，将试样1，T型牵引块2和受力翼3组成的H型拉伸牵引组件整体吊装，依靠其自身重力非固定地搁置在牵引组件支架9上。当液压缸4的无杆腔通入压力油，活塞杆顶出时，其推力作用在两侧的受力翼3上，向两边推压受力翼3，即形成对试样I的拉力。
[0071]在受力翼3的两端安装防冲击拉杆组件10，当试样I突发拉断，受力翼3向两边滑移的一瞬间，由压缩弹簧101提供机械式缓冲阻尼，防止试验装置损坏，该机构与液压保护系统配合使用，可以达到双重保护设备和人员安全的目的。
[0072]在冷却槽11中持续加入液氮，即可按ESSO止裂试验方法的要求，形成试样I的从下向上温度由极低到常温的温度梯度。通过事先在试样I的高度方向打孔并预埋热电偶，可以通过实测试样温度的变化规律，获得温度-时间曲线，可以根据实测获得的温度-时间曲线，以后就可以通过计时推算试样的温度。
[0073]冷却槽11安装在冷却槽升降行走机构12上，当试样I的高度方向达到预定的温度梯度时，冷却槽升降行走机构12的升降机构落下，带动冷却槽11向下脱离试样1，然后快速行走横移到一侧，露出试样I下方正中的缺口，如图9所示。然后驱动冲击锤13向上，按预定的冲击功打击到试样I下方的缺口上，使试样I产生裂纹，同时对液压缸4实现快速卸荷。然后通过观察裂纹的止裂位置，分析获得相关的工艺结果。
[0074]冲击锤13可以采用弹簧式或气锤式等方式驱动。如果将试样I上下颠倒，还可以采用落锤方式实现更为精确的冲击功。但由于ESSO试验方法规定必须在超低温缺口处进行打击，而不是接近常温的缺口处，因此如果采用上锤式，则只能从上向下浇液氮，液氮将不可避免的向下流淌，无法形成本试验方法所要求的温度梯度。因此本发明的技术方案将冲击锤13设置在试样I下方，即采用下锤式结构。
[0075]实施例2:对接焊接头宽板拉伸试验
[0076]在实施例2中，本发明的试验方法和试验装置用于不需要施加温度冷却梯度，也不需要施加冲击功的拉伸试验，如国家标准《GB/T 13450-92对接焊接头宽板拉伸试验方法》，只要求对宽板焊接情况进行拉伸试验。
[0077]国标GB/T 13450-92中规定的试样如图11所示，其焊接装配如图12所示。对照实施例1中的ESSO方法，图11和图12的受力及夹持方式完全可以对应图3和图5。因此，本专利的方法和装置可以直接用于进行GB/T 13450-92试验，只是不需要使用图7和图9中所示的冷却槽11、冷却槽升降行走机构12和冲击锤13。
[0078]本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明的技术方案，而并非用作为对本发明的限定，任何基于本发明的实质精神对以上所述实施例所作的变化、变型，都将落在本发明的权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种大载荷宽厚板拉伸性能试验方法，用于大载荷宽厚板和对接焊接头宽板的拉伸试验，所述的试验方法通过两个同步加压的液压缸对试样施加拉伸张力，其特征在于: 所述试样的两端分别设有一个受力翼，所述的受力翼与试样组合，构成H型拉伸牵引组件； 所述的两个液压缸并列置于试样的两侧，液压缸推动H型拉伸牵引组件两端的受力翼，直接在试样的两端产生均布的拉伸力。2.根据权利要求1所述的大载荷宽厚板拉伸性能试验方法，其特征在于液压缸的液压回路包括油压传感器，所述的试验方法使用计算机或PLC程序，通过油压传感器，监测和控制液压缸的推力，记录和分析液压缸的推力，获得试样拉力的力-时间曲线。3.根据权利要求1所述的大载荷宽厚板拉伸性能试验方法，其特征在于所述的试样上设有引伸计或者应变片，所述的试验方法通过引伸计获得位移-时间曲线；或者通过应变片获得试样在拉伸过程中的应变数据。4.根据权利要求1所述的大载荷宽厚板拉伸性能试验方法，其特征在于所述液压缸的液压回路设置程序控制快速卸荷功能，可以根据试验程序控制液压缸立即卸荷，保持止裂位置；或者在试样拉裂或拉断，油压突然下降时，液压缸自动立即卸荷，保护试验装置安全。5.一种实现权利要求1至4之任一项权利要求的试验方法使用的大载荷宽厚板拉伸性能试验装置，用于大载荷宽厚板和对接焊接头宽板的拉伸试验，所述的试验装置包括两个液压缸；其特征在于: 所述的试验装置还包括在两个受力翼，每个受力翼的中部设有一个牵引槽； 所述两个受力翼相对配置在所述液压缸的两端，受力翼的牵引槽互相对正； 所述试样的两端分别焊接一个T型牵引块，所述的T型牵引块分别嵌入两个受力翼的牵引槽内，与所述的两个受力翼组合构成H型拉伸牵引组件； 所述的两个液压缸与试样并列，置于试样的两侧，液压缸推动H型拉伸牵引组件两端的受力翼，通过嵌入牵引槽的T型牵引块，给试样施加均布的拉伸力。6.根据权利要求5所述的大载荷宽厚板拉伸性能试验装置，其特征在于所述的试验装置还包括牵引组件支架，行走轨道和液压缸底座；所述的H型拉伸牵引组件依靠其自身重力非固定地搁置在牵引组件支架上，所述的液压缸通过液压缸底座置于行走轨道上。7.根据权利要求5或6所述的大载荷宽厚板拉伸性能试验装置，其特征在于所述的液压缸为短行程液压缸，液压缸安装在液压缸底座上；所述的液压缸的前后两端与受力翼之间配有行程垫片，用于补偿液压缸的行程；所述的行程垫片下方配有垫片底座，使行程垫片与液压缸保持同心；所述的垫片底座置于行走轨道上。8.根据权利要求5或6所述的大载荷宽厚板拉伸性能试验装置，其特征在于所述的受力翼的两端设有防冲击拉杆组件，所述的防冲击拉杆组件由两端配有压缩弹簧的长杆和拉杆支架构成，所述的拉杆支架固定在所述的受力翼上，所述的长杆的两端穿过拉杆支架上的孔，与所述的压缩弹簧共同构成机械式缓冲阻尼机构。
【专利摘要】大载荷宽厚板拉伸性能试验方法及其试验装置，涉及用机械应力测试固体材料的强度特性的方法或设备，尤其涉及通过液压施加稳定的张力或拉力，测试大载荷宽厚板的拉伸性能的试验方法及装置，通过两个同步加压的液压缸对试样施加拉伸张力，试样两端分别设有一个受力翼，受力翼与试样组合，构成H型拉伸牵引组件；两个液压缸并列置于试样的两侧，液压缸推动H型拉伸牵引组件两端的受力翼，直接在试样的两端产生均布的拉伸力。本发明的试验装置省略了现有拉伸试验机的机架，保持拉伸试验机原有的全部功能，并提高试验装置的性能，能够灵活改变拉力变化范围，提供几千吨甚至上万吨的拉力，满足宽厚板、接焊接头宽板拉伸和止裂试验的要求。
【IPC分类】G01N3/10
【公开号】CN105181464
【申请号】CN201510612668
【发明人】朱健桦, 张春伟, 李冰, 方健
【申请人】宝山钢铁股份有限公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2013年1月23日
【公告号】CN103940671A, CN103940671B