[实用新型]一种基于共振原理的管道振动疲劳性能试验台架

说明书

本实用新型公开一种基于共振原理的管道振动疲劳性能试验台架，其包括台架底板及多个夹紧组件，夹紧组件包括支撑件及管夹组件，管夹组件包括上管夹、下管夹及管夹架，上管夹和下管夹通过紧固件连接形成具有中心孔的管夹组，管夹组与管夹架相转动连接，相对设置两个管夹组中心孔之间设有管道；夹紧组件具有初始状态和振动状态，当处于初始状态时，管道轴心与两个相对设置的中心孔圆心均同轴；当处于振动状态时，两个相对设置的中心孔圆心不同轴，且管道的轴心与两个相对设置的中心孔的圆心均不同轴。本实用新型提供的试验台架，结合振动系统激起管道共振，产生引起管道疲劳的交变应力，多根管道同时测试以获取管道在同一水平振动载荷下的疲劳寿命。

技术领域

本实用新型涉及材料与结构疲劳试验领域，尤其涉及一种基于共振原理的管道振动疲劳性能试验台架。

背景技术

核电站系统小尺寸管道振动疲劳断裂事故频繁发生，对小尺寸管道进行振动情况普查，发现存在大量该类管道薄弱点的交变应力幅值超过标准中疲劳极限值。对于超标管线，需要进一步评估其疲劳寿命。而疲劳寿命评估过程中使用的S-N曲线取自ASME或RCCM等标准，是基于光滑圆棒试样低频疲劳试验获得的，与实际管道结构存在较大差异，且工程实践表明采用标准中的S-N曲线具有较大保守裕度，寿命评估值远远小于小尺寸管道的实际寿命。因此需要获取真实小尺寸管道的S-N曲线。使用现有的标准疲劳试验机获取真实小尺寸管道的S-N曲线存在如下问题：(1)可用于管道疲劳性能试验的一般为拉压疲劳试验机或弯曲疲劳试验机，并非在振动载荷情况下获取管道的S-N曲线；(2)可用于管道疲劳试验的标准疲劳试验机的试验频率往往不超过20Hz，且一次只能测试一根管道试样，效率太低。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种基于共振原理的管道振动疲劳性能试验台架，结合振动台的正弦振动载荷，可快速进行管道在振动载荷环境下的疲劳寿命测试，所述技术方案如下：

本实用新型提供了一种基于共振原理的管道振动疲劳性能试验台架，其包括台架底板及分别设置在所述台架底板两边的多个夹紧组件，设置在所述台架底板两边的多个夹紧组件一一对应设置，每一个夹紧组件包括设置在台架底板上的支撑件及设置在所述支撑件至少一侧的一个或多个管夹组件，

所述管夹组件包括上管夹、下管夹以及固定设置在所述支撑件侧壁的管夹架，所述上管夹和下管夹通过至少两个紧固件连接形成具有中心孔的管夹组，所述管夹组与管夹架相转动连接，相对设置的两个夹紧组件的管夹组的中心孔之间设置有待检测的管道；

所述夹紧组件具有初始状态和振动状态，当所述夹紧组件处于初始状态时，所述待检测的管道的轴心与两个相对设置的所述中心孔的圆心均同轴；当所述夹紧组件处于振动状态时，两个相对设置的所述中心孔的圆心不同轴，且所述待检测的管道的轴心与两个相对设置的所述中心孔的圆心均不同轴。

进一步地，所述试验台架还包括与所述待检测的管道配合的垫圈，所述垫圈为半圆环形结构，所述垫圈由橡胶或塑料材质制成。

进一步地，所述管夹架包括一体成型的第一架体、连接部和第二架体，所述第一架体和第二架体相对设置，所述第一架体和第二架体之间具有与所述管夹组配合的中空结构。

进一步地，所述管夹架与所述上管夹和下管夹均通过转动轴件连接，使得所述管夹组相对转动轴件能够转动预设的夹角；所述管夹架与所述上管夹和下管夹上均设置有与所述转动轴件配合的通孔。

进一步地，所述上管夹和下管夹上均设置有与所述紧固件配合的安装孔，所述紧固件包括第一紧固件和第二紧固件，所述上管夹和下管夹的相同一侧通过第一紧固件连接，所述第一紧固件为转动销，所述上管夹和下管夹能够相对第一紧固件转动，所述第一紧固件的延伸方向与所述中心孔的圆心方向平行；所述上管夹和下管夹的另外相同一侧能够通过第二紧固件连接，所述第二紧固件为螺栓，所述第二紧固件的延伸方向与所述中心孔的圆心方向垂直设置。