全尺寸海洋管道共振旋转弯曲疲劳试验机制造技术

本实用新型专利技术提供全尺寸海洋管道共振旋转弯曲疲劳试验机，在整体框架的上表面上平行设置有导轨，前端支点调整及支撑装置和后端支点调整及支撑装置活动安装在导轨上，管道试件通过前端支点调整及支撑装置和后端支点调整及支撑装置设置在整体框架上，在管道试件的首端安装变频控制装置，在管道试件的尾端安装配重。本实用新型专利技术具有结构简单，安装方便，激振力输出多样，激振力调节和支点调整便捷。

【技术实现步骤摘要】
全尺寸海洋管道共振旋转弯曲疲劳试验机
本技术涉及疲劳试验装置
，更具体地说涉及一种全尺寸海洋管道共振旋转弯曲疲劳试验机。
技术介绍
材料或零件在循环应力和应变作用下在一处或几处逐渐产生局部永久性积累损伤，经过一定的循环次数后，产生裂纹或突发性断裂的过程称为疲劳。在海上应用中使用的管道(海洋立管和海底管道等)通常会在周期性载荷下过早失效，尤其是在焊接或螺纹管接头位置，会引发疲劳裂纹。毋庸置疑，准确预测这些结构的疲劳寿命很重要。现行主流的海洋管道和海底管线的疲劳试验主要有4种方法：轴向拉伸法，四点弯曲疲劳法，旋转弯曲疲劳法和共振弯曲疲劳法。其中共振弯曲疲劳试验法以其振动频率高、功率小、试验周期短、适应全尺寸海洋立管和海底管道等优点已成为国际上主流的海洋立管与海底管线的疲劳试验方法。目前国内对海洋立管与海底管线的疲劳研究相对较少，相关试验机产品存在很少。国外的共振弯曲疲劳试验机有存在成本高的问题。在中国技术专利说明书CN202562796U中介绍了一种共振弯曲疲劳试验机，这种试验机采用变频电机驱动偏心质量块产生激振力，通过死端支点和活端支点调整装置的支点位置，由于只采用单一偏心块进行激振，使得激振力调节范围较窄；在中国技术专利说明书CN108362586A中介绍了一种共振弯曲疲劳试验机，其采用电控自动调幅调频的惯性激振器，可以实现不同的激振输出，同时支点位置采用电机加丝杠进行调节，但是其激振力采用两个伺服电机带动偏心块进行调节，使得结构和控制相对复杂，成本高。
技术实现思路
本技术克服了现有技术中的不足，现有共振弯曲疲劳试验机存在成本高、输出单一、输出激振力调节范围小、支点调节困难的问题，提供了一种全尺寸海洋管道共振旋转弯曲疲劳试验机，本技术具有结构简单，安装方便，激振力输出多样，激振力调节和支点调整便捷。本技术的目的通过下述技术方案予以实现。全尺寸海洋管道共振旋转弯曲疲劳试验机，包括整体框架、前端支点调整及支撑装置、后端支点调整及支撑装置和变频控制装置，在所述整体框架的上表面上平行设置有导轨，所述前端支点调整及支撑装置和所述后端支点调整及支撑装置活动安装在所述导轨上，管道试件通过所述前端支点调整及支撑装置和所述后端支点调整及支撑装置设置在所述整体框架上，在所述管道试件的首端安装所述变频控制装置，在所述管道试件的尾端安装配重；所述前端支点调整及支撑装置包括前端支点调整装置和前端支点支撑装置，所述前端支点调整装置设置在所述前端支点支撑装置的左侧，所述前端支点调整装置和所述前端支点支撑装置滑动设置在所述导轨上，且所述前端支点调整装置和所述前端支点支撑装置能够通过螺栓固定在所述导轨上，所述前端支点调整装置包括前端滚轮支架连接梁，前端油缸的固定端安装在所述前端滚轮支架连接梁的下部，所述前端油缸的活塞杆与所述前端支点支撑装置的下部相连；所述后端支点调整及支撑装置包括后端支点调整装置和后端支点支撑装置，所述后端支点调整装置设置在所述后端支点支撑装置的右侧，所述后端支点调整装置和所述后端支点支撑装置滑动设置在所述导轨上，且所述后端支点调整装置和所述后端支点支撑装置能够通过螺栓固定在所述导轨上，所述后端支点调整装置包括后端滚轮支架连接梁，后端油缸的固定端安装在所述后端滚轮支架连接梁的下部，所述后端油缸的活塞杆与所述后端支点支撑装置的下部相连。所述前端支点支撑装置和所述后端支点支撑装置均包括撑杆安装盖板、撑杆安装底板和中心架导向装置，滚轮导向装置安装在所述框架底座上，在所述滚轮导向装置上固定所述中心架导向装置，所述中心架导向装置包括凸轮随动器、中心架导向板座和中心架导向板，所述中心架导向板座固定在所述滚轮导向装置上，在所述撑杆安装底板的两侧安装所述凸轮随动器，所述凸轮随动器与所述中心架导向板相接触，所述中心架导向板通过压缩弹簧与所述中心架导向板座相连，在所述撑杆安装底板上设置有用于夹紧实验管道的下支撑杆，所述撑杆安装盖板安装在所述撑杆安装底板的顶端，在所述撑杆安装盖板和所述撑杆安装底板的相接处边缘中部均开设有半圆形的管道安置槽，实验管道通过管道安置槽放置在所述撑杆安装盖板和所述撑杆安装底板形成的管道支撑架上，在所述撑杆安装盖板上设置有用于与下支撑杆配合夹紧实验管道的上支撑杆；所述前端支点调整装置和所述后端支点调整装置均包括所述滚轮导向装置、油缸和油缸固定装置，所述油缸固定装置安装在所述框架底座上，且与所述滚轮导向装置相对设置，所述油缸安装在所述油缸固定装置上，在所述滚轮导向装置上固定有油缸活塞杆固定件，所述油缸的活塞杆通过所述油缸活塞杆固定件与所述滚轮导向装置相连。所述上支撑杆的数量为2个，2个上支撑杆的延长线的连线相交于实验管道横截面的圆心处，在所述上支撑杆上开设有用于调整伸出量长短的U型槽，所述上支撑杆通过锁紧螺栓与所述撑杆安装盖板滑动连接，即上支撑杆能够沿着U型槽的方向在撑杆安装盖板上来回移动，以达到适用不同管径的实验管道的目的，在所述上支撑杆的尾端安装有用于减小上支撑杆与实验管道之间摩擦的上滚轮，在所述上滚轮的侧面还设置有用于将实验管道夹紧的上刹车块。所述下支撑杆的数量为2个，2个下支撑杆的延长线的连线相交于实验管道横截面的圆心处，在所述下支撑杆的尾端安装有用于减小下支撑杆与实验管道之间摩擦的下滚轮，在所述下滚轮的侧面还设置有用于将实验管道夹紧的下刹车块。在所述撑杆安装底板与所述滚轮导向装置之间设置有用于降低实验噪声和实验振动的空气弹簧，所述空气弹簧的数量为2个。所述凸轮随动器的数量为4对，分为2组相对设置在所述撑杆安装底板的两侧，在所述凸轮随动器、所述中心架导向板和所述压缩弹簧的外侧设置有用于保护中心架导向板和压缩弹簧的中心架导向侧板，所述压缩弹簧的数量为8对，分为两组分别设置在位于撑杆安装底板两侧的所述中心架导向板座和所述中心架导向板之间。所述滚轮导向装置包括导向滚轮支架和滚轮支架连接梁，所述导向滚轮支架的底端活动安装在所述框架底座上，且所述导向滚轮支架的底端能够通过螺栓固定在所述框架底座上，所述导向滚轮支架的顶端通过螺栓与所述滚轮支架连接梁相连，所述中心架导向板座通过螺栓固定在所述滚轮支架连接梁上。所述框架底座包括底座横梁、底座侧梁和脚杯，在所述底座横梁的上表面开设有两条平行设置的导轨，在所述导轨上活动安装所述导向滚轮支架和所述油缸固定装置，且所述导向滚轮支架和所述油缸固定装置能够通过螺栓固定在所述底座横梁上，在所述底座横梁的下表面通过螺栓与所述底座侧梁相连，在所述底座侧梁上固定所述脚杯。所述变频控制装置包括激振器、偏心质量块装配体和变频电机，所述激振器安装在所述管道试件的首端，所述偏心质量块装配体安装在所述激振器上，所述变频电机安装在所述整体框架的最前端，且与所述激振器相对设置，所述变频电机通过万向节传动轴与所述激振器的中心轴相连，以达到传递变频电机扭矩的目的。所述万向节传动轴采用可伸缩传动轴，用于抵消共振过程中由于管道试件的弯曲变形对整个管道试件轴向的变化量。所述配重包括夹紧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.全尺寸海洋管道共振旋转弯曲疲劳试验机，其特征在于：包括整体框架、前端支点调整及支撑装置、后端支点调整及支撑装置和变频控制装置，/n在所述整体框架的上表面上平行设置有导轨，所述前端支点调整及支撑装置和所述后端支点调整及支撑装置活动安装在所述导轨上，管道试件通过所述前端支点调整及支撑装置和所述后端支点调整及支撑装置设置在所述整体框架上，在所述管道试件的首端安装所述变频控制装置，在所述管道试件的尾端安装配重；/n所述前端支点调整及支撑装置包括前端支点调整装置和前端支点支撑装置，所述前端支点调整装置设置在所述前端支点支撑装置的左侧，所述前端支点调整装置和所述前端支点支撑装置滑动设置在所述导轨上，且所述前端支点调整装置和所述前端支点支撑装置能够通过螺栓固定在所述导轨上，所述前端支点调整装置包括前端滚轮支架连接梁，前端油缸的固定端安装在所述前端滚轮支架连接梁的下部，所述前端油缸的活塞杆与所述前端支点支撑装置的下部相连；/n所述后端支点调整及支撑装置包括后端支点调整装置和后端支点支撑装置，所述后端支点调整装置设置在所述后端支点支撑装置的右侧，所述后端支点调整装置和所述后端支点支撑装置滑动设置在所述导轨上，且所述后端支点调整装置和所述后端支点支撑装置能够通过螺栓固定在所述导轨上，所述后端支点调整装置包括后端滚轮支架连接梁，后端油缸的固定端安装在所述后端滚轮支架连接梁的下部，所述后端油缸的活塞杆与所述后端支点支撑装置的下部相连。/n...

【技术特征摘要】
1.全尺寸海洋管道共振旋转弯曲疲劳试验机，其特征在于：包括整体框架、前端支点调整及支撑装置、后端支点调整及支撑装置和变频控制装置，
在所述整体框架的上表面上平行设置有导轨，所述前端支点调整及支撑装置和所述后端支点调整及支撑装置活动安装在所述导轨上，管道试件通过所述前端支点调整及支撑装置和所述后端支点调整及支撑装置设置在所述整体框架上，在所述管道试件的首端安装所述变频控制装置，在所述管道试件的尾端安装配重；
所述前端支点调整及支撑装置包括前端支点调整装置和前端支点支撑装置，所述前端支点调整装置设置在所述前端支点支撑装置的左侧，所述前端支点调整装置和所述前端支点支撑装置滑动设置在所述导轨上，且所述前端支点调整装置和所述前端支点支撑装置能够通过螺栓固定在所述导轨上，所述前端支点调整装置包括前端滚轮支架连接梁，前端油缸的固定端安装在所述前端滚轮支架连接梁的下部，所述前端油缸的活塞杆与所述前端支点支撑装置的下部相连；
所述后端支点调整及支撑装置包括后端支点调整装置和后端支点支撑装置，所述后端支点调整装置设置在所述后端支点支撑装置的右侧，所述后端支点调整装置和所述后端支点支撑装置滑动设置在所述导轨上，且所述后端支点调整装置和所述后端支点支撑装置能够通过螺栓固定在所述导轨上，所述后端支点调整装置包括后端滚轮支架连接梁，后端油缸的固定端安装在所述后端滚轮支架连接梁的下部，所述后端油缸的活塞杆与所述后端支点支撑装置的下部相连。


2.根据权利要求1所述的全尺寸海洋管道共振旋转弯曲疲劳试验机，其特征在于：所述前端支点支撑装置和所述后端支点支撑装置均包括撑杆安装盖板、撑杆安装底板和中心架导向装置，滚轮导向装置安装在框架底座上，在所述滚轮导向装置上固定所述中心架导向装置，所述中心架导向装置包括凸轮随动器、中心架导向板座和中心架导向板，所述中心架导向板座固定在所述滚轮导向装置上，在所述撑杆安装底板的两侧安装所述凸轮随动器，所述凸轮随动器与所述中心架导向板相接触，所述中心架导向板通过压缩弹簧与所述中心架导向板座相连，在所述撑杆安装底板上设置有用于夹紧实验管道的下支撑杆，所述撑杆安装盖板安装在所述撑杆安装底板的顶端，在所述撑杆安装盖板和所述撑杆安装底板的相接处边缘中部均开设有半圆形的管道安置槽，实验管道通过管道安置槽放置在所述撑杆安装盖板和所述撑杆安装底板形成的管道支撑架上，在所述撑杆安装盖板上设置有用于与下支撑杆配合夹紧实验管道的上支撑杆；
所述前端支点调整装置和所述后端支点调整装置均包括所述滚轮导向装置、油缸和油缸固定装置，所述油缸固定装置安装在所述框架底座上，且与所述滚轮导向装置相对设置，所述油缸安装在所述油缸固定装置上，在所述滚轮导向装置上固定有油缸活塞杆，所述油缸的活塞杆通过所述油缸活塞杆与所述滚轮导向装置相连。


3.根据权利要求2所述的全尺寸海洋管道共振旋转弯曲疲劳试验机，其特征在于：所述上支撑杆的数量为2个，2个上支撑杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：李京鹏，王旭彤，刘伟，
申请(专利权)人：天津益普科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12