一种试验钢管固定装置的制作方法

本实用新型涉及试验设备技术领域，具体涉及限制钢管轴向和径向移动的试验钢管固定装置。

背景技术：

钢管是石油化工管网及海洋平台支架等重要工程结构中广泛使用的基本构件，在其工作过程中不可避免地会遭受意外的撞击。为了研究钢管的变形机理和失效模态，进行钢管的侧向冲击试验时，往往采用系列跨距外径比、径厚比的钢管来进行实验。在多工况实验需求下，标准的试验设备及配套的试验夹具往往不具有一般的通用性，对不同的实验钢管两端进行刚性固定往往很难完全达到固支要求，更换不同管径的钢管试验时耗费大量的人力物力；并且，在钢管的冲击试验中，难以控制钢管的变形位置。因此，有必要对现有技术进行改进。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种结构简单、适应范围广、限制钢管轴向和径向移动的试验钢管固定装置。

本实用新型采用的技术方案是：一种试验钢管固定装置，包括基座、夹具和定位机构，所述基座的顶部固定有夹具，夹具内安装所述试验钢管，试验钢管位于夹具两端的部分安装有限制试验钢管轴向和径向移动的定位机构。

按上述方案，所述夹具包括下夹具和、上夹具和定位机构，所述下夹具安装在基座的顶部安装下夹具，下夹具的上部开设有截面为半圆形的下通槽，下通槽内配置有上钢段，上钢段的截面为半圆形；所述下夹具的上部安设上夹具，上夹具的下部开设有截面为半圆形的上通槽，上通槽与下通槽正对布置；上通槽内配置有下钢段，下钢段的截面为半圆形；所述下钢段与上钢段对应拼接成管孔，管孔内可安装试验钢管，试验钢管的两端伸出管孔；所述定位机构安装在试验钢管的两端。

按上述方案，所述定位机构包括横穿试验钢管的插销，以及两个大头螺栓，所述插销的两端各插入一个大头螺栓的头部，大头螺栓的栓本体与螺母配合，螺母的外侧端面可与上夹具和/或下夹具的侧壁贴紧；所述插销与大头螺栓的栓本体相垂直。

按上述方案，所述定位机构包括钢塞和T型的钢塞拔，钢塞拔的大头端尺寸大于试验钢管的尺寸，钢塞拔的大头端位于试验钢管的外部，钢塞拔的另一端与钢塞固连，钢塞安装在试验钢管的内部。

按上述方案，所述下通槽内沿下通槽的径向依次配置有多个上钢段，相邻两个上钢段紧贴；上钢段的截面为半圆形，各上钢段的截面半径自下而上逐渐减小；所述上通槽内沿上通槽的径向依次配置有多个下钢段，相邻两个下钢段紧贴；下钢段的截面为半圆形，各下钢段的截面半径自上而下逐渐减小；每个下钢段可与其中一个上钢段对应拼接成管孔。

按上述方案，所述上夹具与下夹具通过连接螺栓连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：1、本实用新型采用夹具和定位机构，可限制试验钢管的径向和轴向移动，实现试验钢管两端刚性固定，提高了试验的准确度；夹具包括多个不同尺寸的钢段，可用于不同尺寸的试验钢管，通用性强；2、在试验钢管的冲击试验中，钢塞可减小试验钢管在夹持端的变形，且钢塞和钢塞拔可多次利用，节约成本；3、插销和大头螺栓拆装方便；4、通过调整基座和夹具的位置，可满足任意跨距外径比钢管的试验；5、本实用新结构设计合理，使用方便，通用性强。

附图说明

图1为本实用新型一个具体实施例的结构示意图。

图2为本实施例中试验钢管的安装示意图。

图3为本实施例中钢塞与下夹具的位置示意图。

图4为本实施例中上夹具和下夹具的连接示意图。

图5为本实施例中钢塞与钢塞拔的连接示意图。

图6为图5的主视图。

图7为本实施例中插销与大头螺栓的连接示意图。

图8为图7的主视图。

其中：1、基座；2、上夹具；3、插销；4、钢塞；5、大头螺栓；6、上钢段；7、钢塞拔；8、连接螺栓；9、下夹具；10、下钢段；11、试验钢管；12、螺母。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步地描述。

如图1所述的一种试验钢管固定装置，包括基座1、夹具和定位机构，基座1的顶部固装夹具，所述试验钢管11安装在夹具内，所述定位机构安装在夹具两端的试验钢管11上。

本实施例中，如图4所示，夹具包括下夹具9和上夹具2，下夹具9固定在基座1的顶部，下夹具9的上部开设有截面为半圆形的下通槽，下通槽内沿下通槽的径向依次配置有多个上钢段6，相邻两个上钢段6紧贴；上钢段6的截面为半圆形，各上钢段6同心，且截面半径自下而上逐渐减小。下夹具9的上部安设有上夹具2（通过四个连接螺栓8固定），上夹具2的下部开设有截面为半圆形的上通槽，上通槽与下通槽正对布置；上通槽内沿上通槽的径向依次配置有多个下钢段10，相邻两个下钢段10紧贴；下钢段10的截面为半圆形，各下钢段10同心，且截面半径自上而下逐渐减小，如图2-4所示。每个下钢段10可与其中一个上钢段6对应拼接成管孔，管孔内可安装试验钢管11，如图2-3所示；上钢段6和下钢段10的尺寸根据试验钢管11的尺寸设计。上钢段6和下钢段10可构成多种规格的管孔，以适应不同管径的试验钢管11。试验钢管11的两端伸出管孔；所述定位机构安装在试验钢管11的两端。

本实施例中，如图7和图8所示，定位机构包括横穿试验钢管11的插销3（试验钢管11上开设有与插销3配合的通孔），以及两个大头螺栓5，插销3的两端各插入一个大头螺栓5的头部，大头螺栓5的栓本体与螺母12配合，螺母12的外端面可与上夹具2和/或下夹具9的侧壁贴紧；所述插销3与大头螺栓5的栓本体相垂直。调节螺母12在大头螺栓5的栓本体的位置，可控制试验钢管11的轴向移动：若试验钢管11两端的螺母12均与上夹具2和/或下夹具9的侧壁贴紧时，试验钢管11的轴向定位；若试验钢管11两端的螺母12未与上夹具2和/或下夹具9的侧壁贴紧，即存在间隙时，试验钢管11可轴向移动。

试验钢管11在两端进行冲击试验时，为了避免试验钢管11在夹持端发生变形或者尽可能地减小变形度，通常在钢管内安装钢塞4。如图5和图6所示，所述固定装置还包括钢塞4和T型的钢塞拔7，钢塞拔7的大头端尺寸超过试验钢管11的尺寸，钢塞拔7的大头端位于试验钢管11的端面外部，钢塞拔7的另一端与钢塞4固连，钢塞4伸入在试验钢管11的内部，钢塞4在试验钢管11内的具体位置根据实际试验要求确定。

如图1所示，本实施例中包括两组所述固定装置，两组所述固定装置安装按实际试验要求而定（如通过移动两组基座和夹具的位置，可满足任意跨距外径比钢管试验）；所述试验钢管11安装在两个所述固定装置上。本实施例以试验钢管的端部冲击试验为例，具体安装过程为：

1、根据试验要求间隔安设两组基座1，将下夹具9安装在基座1顶部的对应位置。

2、根据试验钢管11的外径，选择合适尺寸的上钢段6和下钢段10，使试验钢管11可安置在上钢段6和下钢段10形成的管孔内；并将选好的上钢段6安装在上夹具2内，选好的下钢段10安装在下夹具9内。

3、将试验钢管11的两端分别安装在两个下钢段10上，并通过连接螺栓8将上夹具2安装在下夹具9上。

4、将钢塞4伸入试验钢管11的内部，并使钢塞4接近夹具内侧的位置；钢塞拔7靠近试验钢管11的底部内壁。

5、将插销3穿过试验钢管11的通孔，插销3的两端装配大头螺栓5，并调节螺母12对试验钢管11定位，限制试验钢管11的轴向移动。

6、开始试验钢管11端部冲击试验。

尽管上面结合附图对本实用新型的优选实施例进行了详细描述，但本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的。如：改变夹具的半环形钢段的厚度，改变钢塞长度和拔塞方式，改变大头螺钉的形式等。本领域的普通技术人员来在本实用新型启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围的实施方案均在本实用新型的保护范围之内。