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原文传递一种测试热加载条件下复合管结合强度的装置及方法

专利名称：	一种测试热加载条件下复合管结合强度的装置及方法
摘要：	一种测试热加载条件下复合管结合强度的装置及方法，属于复合管结合强度性能测试技术领域。包括高强度承压框架、压力系统、加热保温箱、可调节支架；压力系统固定在高强度承压框架内；变径压头插入加热保温箱，将待测试的复合管放置于变径压头上，变径压头的上端面只与待测试复合管的内管下端面接触，加热保温箱箱体高度与测试管段上端面基本平齐，盖上加热保温箱上盖，加热保温箱上盖与高强度框架接触，加热保温箱上盖的下表面只与待测试复合管的外管上端面接触；打开加热保温箱电源，升温至所需的测试温度，温度稳定后保温，加载压力，观察压力变化，当压力达到最大值开始明显下降时，说明复合管已经发生了剪切破坏，记录此过程的压力值。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京工业大学
发明人：	王守泽;徐滨士
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-30T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-26T00:00:00+0800
申请号：	CN201910815840.6
公开号：	CN110501284A
代理机构：	北京思海天达知识产权代理有限公司
代理人：	张立改
分类号：	G01N19/04(2006.01);G;G01;G01N;G01N19
申请人地址：	100124 北京市朝阳区平乐园100号
主权项：	1.一种测试热加载条件下复合管结合强度的装置，其特征在于，分为四个部分：高强度承压框架(1)，压力系统(2)，加热保温箱(3)，可调节支架(4)；高强度承压框架(1)用于承受整个测试系统的负载，高强度承压框架为箱体结构，上部开有通孔(1-2)，用于观察实验过程，还可用于调整试样位置；压力系统(2)底部固定在高强度承压框架(1)内的底部部，用于产生和输出测试结合强度的压力；压力系统自上而下依次包括部件变径压头(2-2)、压头(2-3)、能施加压力的缸体(2-4)、底座(2-5)，底座(2-5)固定在压力系统2的底部上，缸体(2-4)设有高精度数字显示压力表(2-6)及加载控制器(2-7)；变径压头(2-2)为圆柱结构，上部端面直径相对较小，下部端面直径相对较大，根据复合管尺寸选取合适的变径压头尺寸，其上部端面直接与复合管试件的内管端面接触，用于对内管加载压力，变径压头(2-2)下部端面设有圆柱形引导面凹槽(2-8)，用于与圆柱形的压头(2-3)稳定配合；圆柱形的压头(2-3)顶部与变径压头的圆柱形引导面凹槽(2-8)配合，用于传导压力到试件，压头(2-3)顶部与变径压头接触的结合面处设有隔热垫片(2-9)，用于降低热量损失，降低传递到压力系统的热量，保护压力系统；高精度数字显示压力表(2-6)，用于快速直观的读取压力系统传递的压力数值；加热保温箱(3)位于高强度承压框架(1)内部上端，用于将待测试复合管段加热至指定温度，并在此温度下完成测试；包括加热保温箱箱体(3-2)、加热元件(3-3)、隔热保温层(3-4)、加热保温箱上盖(3-5)、温度传感器(3-6)、数字显示温度计及控温装置(3-7)，加热保温箱电源(3-8)；加热保温箱箱体(3-2)用于承载加热保温箱的其它部件，加热保温箱箱体(3-2)下部置于在可调节支架(4)上，用于固定加热保温箱，可调节支架(4)位于高强度承压框架(1)内；隔热保温层(3-4)设置在加热保温箱箱体内表面，用于防止热量散失，保持箱体内部温度；加热元件(3-3)位于加热保温箱箱体(3-2)内部用于加温；加热保温箱上盖(3-5)采样上盖连接销(3-10)与加热保温箱箱体上端口进行配合，加热保温箱上盖(3-5)上表面与高强度承压框架贴合，用于承载测试时试样上部外层管端面产生的压力，加热保温箱上盖(3-5)开有通孔(3-13)，不同尺寸的试样选择不同通孔尺寸的加热保温箱上盖，加热保温箱上盖通孔(3-13)处设有隔热保温的通孔塞(3-11)，用于密封上盖，避免热量损失；加热保温箱箱体(3-2)内设有温度传感器(3-6)，数字显示温度计及自动控温装置(3-7)与温度传感器(3-6)和加热元件(3-3)连接和配合，用于直观的读取加热保温箱内的温度，当温度达到设定温度时，控温装置控制加热元件自动断电，温度降低时自动加热，保证箱内温度恒定；所述加热保温箱3底部开有通孔(3-12)，用于变径压头上端伸入到加热保温箱内；通孔(3-12)内侧壁设有一层柔性隔热保温材料(3-9)，用于密封变径压头与加热保温箱体的间隙，柔性隔热保温材料应能适应不同变径压头的尺寸，防止热量从变径压头与孔的间隙散失，并且不会影响测试结果；高强度承压框架(1)上部设有通孔，高强度承压框架(1)上部的通孔直径不小于加热保温箱上盖通孔(3-13)且两者同轴；加热保温箱上盖通孔(3-13)的直径大于待测复合管的外管内直径小于外管外直径；变径压头(2-2)上部端面直径大于待测复合管的内管内直径小于内管外直径。 2.按照权利要求1所述的一种测试热加载条件下复合管结合强度的装置，其特征在于，可调节支架4固定在高强度承压框架1内部，用于以可调节高度的方式支撑和固定加热保温箱(3)。 3.按照权利要求1所述的一种测试热加载条件下复合管结合强度的装置，其特征在于，压头(2-3)用于调节高度，缸体(2-4)为能够沿变径压头(2-2)轴线方向持续增加压力装置。 4.按照权利要求1所述的一种测试热加载条件下复合管结合强度的装置，其特征在于，所述加热保温箱设有自动控温装置，内部设有加热元件，箱内设有温度传感器，当温度达到设定温度时，加热元件自动断电，温度降低时自动加热，保证箱内温度恒定。 5.按照权利要求1所述的一种测试热加载条件下复合管结合强度的装置，其特征在于，所述加热保温箱温度可在室温至1000℃内调节，涵盖目前工程应用的绝大部分工况条件。 6.按照权利要求1所述的一种测试热加载条件下复合管结合强度的装置，其特征在于，所述高强度承压框架采用高强度合金钢焊接而成。 7.采用权利要求1-6任一项所述的装置测试复合管结合强度的方法，其特征在于，实验方法如下：压力系统固定在高强度承压框架内，根据待测试的复合管尺寸选择适用的变径压头；通过加热保温箱下孔将变径压头插入加热保温箱，将待测试的复合管放置于变径压头上并调整好，使得变径压头与待测试的复合管同轴，变径压头的上端面只与待测试复合管的内管下端面接触，调整加热保温箱支架高度使加热保温箱箱体高度与测试管段上端面基本平齐，盖上加热保温箱上盖，上盖固定销嵌入销孔内，缓慢升高压力系统的压头高度，至加热保温箱上盖与高强度框架轻轻接触，同时加热保温箱上盖的下表面只与待测试复合管的外管上端面接触；调整加热保温箱支架高度使其支撑加热保温箱；打开加热保温箱电源，匀速升温至所需的测试温度，温度稳定后保温15-30分钟，压力系统开始缓慢向上加载压力，观察压力变化，当压力达到最大值开始明显下降时，说明复合管已经发生了剪切破坏，记录此过程的压力值，通过最大值计算复合管的结合强度。
所属类别：	发明专利