[发明专利]试验管中部2D长度横截面的转角测量装置及其测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢管试验用测量装置及测量方法，特别涉及试验管中部2D长度横截面的转角测量装置及其测量方法。

背景技术

在钢管管弯曲变形试验中，试验管直径、壁厚变化范围很大，为了使试验结果具有可比性，多年的研究结论证明，评价试验管抗弯曲能力的重要指标为：试验管中部2倍直径长度所在横截面的转角大小，即横截面转角是评价试验管抗弯曲变形能力的重要依据。

但是，由于试验管在弯曲变形过程中，不仅有弯曲变形，而且在水平面内有平面运动，故很难找到测量横截面转角的测量基准，没有测量基准作参考，转角测量就无法实施。

目前国内尚无钢管管弯曲大变形试验系统，针对对试验管中部2D长度横截面的转角测量更是缺乏经验。国外也无相关经验，横截面转角测量也是亟待解决的难题。

发明内容

为了解决现有技术中针对试验管弯曲变形试验时中部2D长度横截面的转角测量，由于缺少合适的测量装置，而导致的测量不准确或测量无法实施的问题，本发明实施例提供了一种试验管中部2D长度横截面的转角测量装置及其测量方法，所述方法需要具备测量简便的优点，所述测量装置需要具备测量模型简单、测量成本低及安装方便的优点，并且所述测量方法及测量装置均应适用于不同直径、壁厚的高压、高钢级钢管管的测量，所述技术方案如下：

一种试验管中部2D长度横截面的转角测量装置，所述测量装置包括支撑件、第一至第三传感器安装板、第一至第二位移传感器、控制系统及计算机数据采集与分析系统，

所述支撑件的一端沿其径向插接着第一传感器安装板，所述第一位移传感器安装板与所述支撑件形成第一测量臂；

所述支撑件的另一端沿其径向插接着所述第二传感器安装板及所述第三传感器安装板，所述第二传感器安装2、所述第三传感器安装板及所述支撑件形成第二测量臂；

其中，所述第一测量臂与第二测量臂之间的距离为所述试验管中部2D长度；

所述第二传感器安装板2及所述第三传感器安装板之间形成间隙，所述间隙内安装着所述第一位移传感器和所述第二位移传感器，且所述第一位移传感器和所述第二位移传感器对称布置在所述支撑件的两侧；

所述第一位移传感器和所述第二位移传感器分别与所述控制系统相连，并通过所述控制系统控制动作，所述控制系统于所述计算机数据采集与分析系统相连，通过所述第一位移传感器和所述第二位移传感器测量所述支撑件的位移量并发出电信号，所述电信号经所述控制系统传送给所述计算机数据采集与分析系统，由于所述计算机数据采集与分析系统进行记录、处理、分析及输出打印，得到所述试验管中部2D长度横截面的转角值。

具体地，作为优选，所述第一位移传感器和所述第二位移传感器均为拉线式位移传感器。

本发明实施例还提供了一种用于所述试验管中部2D长度横截面的转角测量装置的测量方法，所述测量方法按照如下步骤操作：

步骤1，按试验要求制备试验管，

具体将制备好的试验管和连接法兰进行用焊接连接，对焊接好的试验管进行无损探伤检查，合格后，进行静水压试验，检验合格后，进行下一操作；

步骤2，将所述试验管安装到试验加载系统，

具体吊装所述试验管到试验机械加载系统上，调整安装精度，定位后把紧高强度螺栓组；

步骤3，在所述试验管上安装所述转角测量装置，

具体将所述转角测量装置固定安装在所述试验管上，使所述转角测量装置中的所述支撑件的中心线与所述试验管的中线线保持平行，并使所述转角测量装置中的第一测量臂及第二测量臂对准所述试验管中部2D长度；

步骤4，按所述试验管弯曲试验要求加载进行试验，随所述试验管的弯曲变形，所述第一及第二测量臂也随截面发生转动，所述第一和第二位移传感器因位移改变而发出电信号，电信号经所述控制系统后输出到所述计算机数据采集与分析系统，所述计算机数据采集与分析系统按要求进行记录、处理、分析及输出打印，最终得到所述试验管中部2D长度横截面的转角值。

更具体地，所述步骤4中的所述试验管中部2D长度横截面的转角值，具体按照下述公式计算，

A(t)＝Sin^-1({[L1(t)-L1(0)]/2-[L2(t)-L2(0)]/2}/L0)，其中，第一位移传感器对应第一测点，第二位移传感器对应第二测点，

L0表示第二测量臂上第一测点与第二测点之间的距离；

L1(0)表示试验管在未发生弯曲前，所述两个测量臂上相对应第一测点之间的距离；