一种圆管侧向甩击装置及其试验方法_2

文档序号:8297597阅读:来源:国知局
弹簧、齿轮,最后粘贴应变片并安装测量装置;
(2)调整甩击方向与高度角实现不同的功能:调整高度角旋转盘角度〃至测量角度并固定,控制主动管高度,同时将旋转台角度转至测量角度并固定,控制主动管甩动方向;
(3)开始实验:启动电机提升主动管,当主动管转至高度角旋转盘指定角度自动释放,扭簧施加扭矩使释放后的主动管绕其铰支端快速转动并按旋转台指定方向撞击从动管;撞击过程中测量装置记录撞击结果,从应变数据与图像两方面对从动管的变形情况进行记录,从而分析侧向甩击现象的破坏程度。
[0014]进一步地,通过以下方法能实现不同的功能:
(1)不同甩击方向的撞击:主动管旋转台可沿旋转底座轴心转动,同时轴心与主动管共轴,调整主动管旋转台的倾斜角度(-60° ~ 60° ),实现主动管以不同方向甩动撞击从动管;
(2)不同甩击速度的撞击:高度角旋转盘可沿其中心轴相对于主动管旋转台外侧立板转动,调整高度角旋转盘角度ο.(0° ~ 60° ),使主动管在不同高度角时释放,从而实现不同冲击速度下的撞击情况;
(3)甩动半径R不同的主动管撞击:槽钢平台设有很长的贯通螺栓槽,更改主动管旋转底座与从动管固定支座位于槽钢平台长度方向上的相对位置,通过调整二者之间的距离,同时更换相应长度的主动管,实现不同甩动半径R的主动管撞击情况;
(4)跨距L不同的从动管被撞:槽钢平台设有多条平行螺栓槽,更改从动管的两个固定支座的固定位置,通过调整主动管跨距L,从而实现跨距L不同的从动管被撞情况;
(5)固定方式不同的从动管被撞:若从动管固定支座分别位于从动管两端,即从动管两端固支,实现两端固支的管道被撞情况;若从动管固定支座均位于从动管一端,另一端自由,则从动管属于悬臂管道,即实现悬臂管道的被撞情况; (6)撞击点位置可调撞击:槽钢平台设有多条平行螺栓槽,更改主动管旋转底座与从动管固定支座位于槽钢平台宽度方向上的相对位置,可以调整主动管对从动管的撞击位置:具体可分为以下三种:①两端固支管道撞击,若主动管与从动管较近固定端沿宽度方向的相对距离H=L/2,则撞击点位于从动管跨中,即跨中撞击;②两端固支管道撞击,若L/2>H>0,则撞击点位于从动管靠近固定管一侧,即偏置撞击悬臂管道撞击,两从动管固定支座均固定从动管一端,调整主动管与从动管固定端沿槽钢平台宽度方向的相对距离H,实现不同撞击点的撞击情况;
(7)不同厚度的管道撞击:更换不同厚度的主动管、从动管,实现不同厚度的管道撞击。
[0015]本发明的有益效果:
(1)本发明通过主动管旋转台可旋转,完美实现了主动管以不同角度撞击从动管的过程,且撞击角度可调可控;
(2)本发明中提升装置及释放装置均固定于旋转台上,实现了主动管不同角度甩击时的提升与释放过程;
(3)本发明中释放装置通过可调高度角旋转盘实现,可以控制主动管提升角度并快速释放主动管,从而实现不同冲击速度的撞击情况;
(4)本发明槽钢平台含有多条螺栓槽,能在任意位置固定主动管及从动管底座,从而实现甩击半径可调,甩击速度可调,从动管跨距可调,管道规格可调等功能;
(5 )本发明中主动管通过套筒连接旋转台,甩击管道更换方便。
【附图说明】
[0016]图1为本发明总装置的结构示意图。
[0017]图2为本发明支承装置示意图(图1俯视方向)。
[0018]图3为本发明主动管旋转底座示意图(图2右视方向)。
[0019]图4为本发明主动管旋转台示意图(图2右视方向)。
[0020]图5为本发明夹具示意图。
[0021]图6为本发明加载装置示意图。
[0022]图7为图6中沿A-A截面的示意图。
[0023]图8为图6的仰视图(局部)。
[0024]图9为本发明高度角旋转盘示意图。
[0025]图10为主动管与从动管正交撞击示意图(图2右视方向)。
[0026]图11为主动管与从动管呈60°夹角(主动管倾斜30° )撞击示意图(图2右视方向
[0027]图中:
I支承装置;2加载装置;3主动管;4从动管;5测量装置;6槽钢平台;7螺栓槽;8螺栓;9主动管旋转底座;10主动管旋转台;11电机螺栓;12辊轴;13套筒螺栓;14套筒;15从动管固定支座;16夹具;17刻度盘;18弧形导槽;19旋转底座中心孔;20中心立板;21外侧立板;22凸轴;23指针;24电机;25扭簧;26齿轮装置;27高度角旋转盘;28弹簧;29滚珠;30辊轴卡槽;31外侧立板中心孔;32外侧立板弧形导槽;33外侧立板刻度盘;34槽孔;35高度角旋转盘中心凸轴;36螺栓柱;37示波器;38动态应变仪;39高速摄像机;40应变片。
【具体实施方式】
[0028]下面通过实施例来进一步说明本发明,但不局限于以下实施例。
[0029]实施例:
如图1所示,圆管侧向甩击装置包括支承装置1、加载装置2、主动管3、从动管4和测量装置5五部分。通过支承装置I可实现主动管3与从动管4的固定,加载装置2提供甩动力矩,将主动管3提升一定高度并释放,测量装置5记录撞击结果。
[0030]所述的支承装置I包括槽钢平台6、螺栓8、主动管旋转底座9、主动管旋转台10、辊轴12、套筒14和从动管固定支座15,如图2所示,其连接方式为:主动管3 —端开孔,通过两个正交的套筒螺栓13固定于套筒14内,套筒14分为水平段和垂直段,水平段与主动管3连接,垂直段套在辊轴12上,内部通过辊轴卡槽30固定,辊轴12两端穿过两中心立板20的圆孔;主动管旋转台10旋转一定角度并与主动管旋转底座9通过螺栓8连接,主动管旋转底座9通过螺栓8与槽钢螺栓槽7固定于槽钢平台6上。另一方面从动管4通过夹具16固定于从动管固定支座15上,从动管固定支座15通过螺栓8与螺栓槽7固定于槽钢平台6上。槽钢平台6上平行设置有若干条螺栓槽7,且贯通槽钢平台6,从动管固定支座15在槽钢平台6上的位置是可调的,从而可以实现不同甩动距离、不同固定管跨距的撞击。
[0031]所述的主动管旋转底座9如图3所示,主动管旋转底座9由垂直相交的两块板组成,水平板通过螺栓8固定在槽钢平台6上,竖直板中心设有孔,主动管旋转底座中心孔19的上下两端等距离处分别设有弧形导槽18,上端导槽上方设有刻度盘17。
[0032]主动管旋转台10如图4所示,主动管旋转台10与主动管旋转底座9的竖直板平行设置,主动管旋转台10中心设有凸起的轴,该凸轴22插入旋转底座中心孔19内,二者配合连接,且主动管旋转台10能沿中心轴相对于主动管旋转底座9旋转,主动管旋转台10上下端分别设有螺栓8,螺栓8位置与主动管固定底座9上的弧形导槽18对应设置,螺栓8能沿弧形导槽18左右转动,主动管旋转台10上端设有指针23,指针23与主动管旋转底座上方的刻度盘17接触;旋转台上垂直设置三块立板,三块立板平行设置,三块立板包括两块中心立板20和一块外侧立板21,加载装置2固定在主动管旋转台10上的立板上。根据刻度盘17的读数将主动管旋转台10旋转至一定角度后通过螺栓8与弧形导槽18固定。根据主动管旋转底座9与主动管旋转台10控制主动管3的甩动方向,可以实现主动管3以不同角度撞击从动管4,如图10、11所示。
[0033]所述的夹具16如图5所示,夹具16底部中间开有半圆形凹槽,相对应的支座上方有半径相同的半圆形凹槽,从动管4可被夹持在半圆形凹槽内,夹具16两端开有圆孔,通过螺栓8将从动管4固定于从动管固定支座15上。
[0034]所述的加载装置2包括两个扭簧25、辊轴12、套筒14、齿轮装
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