【技术实现步骤摘要】
一种圆管侧向甩击装置及其试验方法
本专利技术涉及一种圆管侧向甩击装置及其试验方法,具体地说,是一种甩动的圆管以不同角度撞击圆管的动态试验测试系统,属于动力学实验装置领域。
技术介绍
压力管道广泛应用于核电站、石油化工、煤气及民用建筑等重要产业部门,主要用来输送各种高能量(高温、高压)液体或气体。由于意外事故的发生,压力管道上可能会出现一些局部裂纹和破坏,导致大量有害的液体或气体外泄,一方面形成了环境污染甚至产生爆炸和火灾,造成生命财产的巨大损失,另一方面管道一旦破裂,喷射出的高压流体将产生巨大的反作用力,会造成管道高速度、大范围的甩动,引起二次破坏,从而引发连锁性的灾难事故。因此,压力管道发生断裂破坏后的甩动以及与相邻管道间发生的不同角度的撞击的研究,对于安全生产有着十分重要的工程背景,受到了工程界和应用力学界的高度重视。关于圆管甩动的塑性动力响应的研究已经取得了一些进展,太原理工大学的张善元教授与路国运教授对圆管包括充液管道受子弹、落锤冲击作用下的动态响应做了大量研究,已取得很多有意义的成果,也有其他学者对圆管的动态冲击问题进行了大量研究,对工业生产设计以及事故破坏程度评估有重大意义。然而目前大部分研究都局限于子弹及落锤对圆管轴向或横向地撞击,很少有人研究管道与管道之间的相撞问题,尤其是管道相撞的实验研究还未有人报道过,相关的实验设备也未有人设计提出过。由于管道撞击中仍有很多问题值得探讨,如圆管甩动时局部凹陷的发展及其影响,不同撞击角度对被撞管的破坏程度的影响等,而对于甩动的圆管与圆管结构及其与其它结构和设备的撞击问题将带来更多的耦合效应,使得分析更加复 ...
【技术保护点】
一种圆管侧向甩击装置,包括主动管、从动管、支承装置、加载装置和测量装置,其特征在于:主动管一端与支承装置铰接,从动管与主动管正交,从动管两端通过支承装置固定,加载装置位于主动管的端部,测量装置设置在主动管、从动管两侧;所述支承装置包括槽钢平台、主动管旋转底座、主动管旋转台、从动管固定支座、辊轴与套筒,槽钢平台上设有螺栓槽,主动管旋转底座和从动管固定支座通过螺栓固定在槽钢平台上,主动管旋转底座由垂直相交的两块板组成,水平板通过螺栓固定在槽钢平台上,竖直板中心设有孔,主动管旋转底座中心孔的两端等距离处分别设有弧形导槽,上端导槽上方设有刻度盘,主动管旋转台与主动管旋转底座的竖直板平行设置,主动管旋转台中心设有凸起的轴,该轴插入主动管旋转底座的竖直板中心孔内,二者配合连接,且主动管旋转台能沿中心轴相对于主动管旋转底座旋转,主动管旋转台上下端分别设有螺栓,螺栓位置与主动管旋转底座上的弧形导槽对应设置,螺栓能沿弧形导槽左右转动,旋转台上端设有指针,指针与主动管旋转底座上方的刻度线接触;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和一块外侧立板;套筒为相互垂直的圆管,水平段套 ...
【技术特征摘要】
1.一种圆管侧向甩击装置,包括主动管、从动管、支承装置、加载装置和测量装置,其特征在于:主动管一端与支承装置铰接,从动管与主动管正交,从动管两端通过支承装置固定,加载装置位于主动管的端部,测量装置设置在主动管、从动管两侧;所述支承装置包括槽钢平台、主动管旋转底座、主动管旋转台、从动管固定支座、辊轴与套筒,槽钢平台上设有螺栓槽,主动管旋转底座和从动管固定支座通过螺栓固定在槽钢平台上,主动管旋转底座由垂直相交的两块板组成,水平板通过螺栓固定在槽钢平台上,竖直板中心设有孔,主动管旋转底座中心孔的两端等距离处分别设有弧形导槽,上端导槽上方设有刻度盘,主动管旋转台与主动管旋转底座的竖直板平行设置,主动管旋转台中心设有凸起的轴,该凸轴插入主动管旋转底座的竖直板中心孔内,二者配合连接,且主动管旋转台能沿凸轴相对于主动管旋转底座旋转,主动管旋转台上下端分别设有螺栓,螺栓位置与主动管旋转底座上的弧形导槽对应设置,螺栓能沿弧形导槽左右转动,主动管旋转台上端设有指针,指针与主动管旋转底座上方的刻度线接触;主动管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和一块外侧立板;套筒为相互垂直的圆管,水平段套筒与主动管连接,垂直段套筒内有一条凸棱,同时辊轴表面对应设置一条贯通卡槽,辊轴穿过中心立板与垂直段套筒,齿轮与套筒通过辊轴卡槽与辊轴固定;所述加载装置包括两个扭簧、齿轮装置、电机、弹簧、滚珠、高度角旋转盘,电机位于主动管旋转台两中心立板中间并通过螺栓固定在主动管旋转台上,电机与辊轴通过齿轮装置连接,齿轮位于中心立板和外侧立板之间,扭簧分别位于辊轴上垂直段套筒两侧,弹簧设置在齿轮内侧与中心立板接触,滚珠位于齿轮外侧与主动管旋转台的外侧立板之间,高度角旋转盘嵌入主动管旋转台的外侧立板内侧,滚珠与高度角旋转盘接触,高度角旋转盘径向两端设有两个槽孔与滚珠对应,在主动管旋转台的外侧立板对应设置有两个弧形导槽,高度角旋转盘中心设有转轴嵌入外侧立板中心,高度角旋转盘的槽孔旁边设有螺栓柱穿过外侧立板弧形导槽固定高度角旋转盘;所述测量装置包括高速摄像机、动态应变仪、示波器、激光测速器和应变片,所述激光测速器位于水平主动管两侧,高速摄像机位于从动管外侧,从动管中部上方及侧面均贴有应变片,应变片连接动态应变仪与示波器。2.根据权利要求1所述的圆管侧向甩击装置,其特征在于:所述螺栓槽平行设置在槽钢平台上,且贯通槽钢平台,相邻螺栓槽之间的距离相等,能在任意位置处通过螺栓固定主动管旋转底座与从动管固定支座。3.根据权利要求1所述的圆管侧向甩击装置,其特征在于:所述主动管与套筒连接的一端设有两个正交圆孔,通过两个正交的螺栓固定于套筒内。4.根据权利要求1所述的圆管侧向甩击装置,其特征在于:所述主动管旋转台发生旋转时,通过指针在主动管旋转底座的刻度线上的指示读出旋转角度β。5.根据权利要求4所述的圆管侧向甩击装置,其特征在于:所述主动管旋转台沿主动管旋转底座旋转角度β,其中β的范围为:-60°~60°。6.根据权利要求1所述的圆管侧向甩击装置,其特征在于:所述高度角旋转盘沿主动管旋转台外侧立板中心旋转角度α,其中α的范围为:0°~60°。7.一...
【专利技术属性】
技术研发人员:路国运,杨会伟,徐乐,赵燕萍,
申请(专利权)人:太原理工大学,
类型:发明
国别省市:山西;14
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