[发明专利]一种具有三维对称结构的管状径向加载试样及实验方法

权利要求书

1.一种具有三维对称结构的管状径向加载试样，包括试样本体（1），其特征是，所述试样本体（1）为柱形结构，所述试样本体（1）包括测试面（2）和加载面（3），所述测试面（2）的上下两端设置有弧形凹陷结构（23），所述加载面（3）的中部设置有螺栓孔（33），用于穿设螺栓进行加载；所述测试面（2）包括测试面一（21）和测试面二（22），所述加载面（3）包括加载面一（31）和加载面二（32），所述测试面一（21）和测试面二（22）对称布置，所述加载面一（31）和加载面二（32）对称布置，所述测试面一（21）、加载面一（31）、测试面二（22）、加载面二（32）顺次连接。

2.根据权利要求1所述的具有三维对称结构的管状径向加载试样，其特征是，所述弧形凹陷结构（23）的两端截面宽度大于其中部截面宽度，所述测试面（2）与加载面（3）的连接线（4）之间相平行。

3.根据权利要求1所述的具有三维对称结构的管状径向加载试样，其特征是，所述试样本体（1）的外径在10mm–30mm之间，且其外径与壁厚的比值在10-25之间。

4.根据权利要求1所述的具有三维对称结构的管状径向加载试样，其特征是，所述试样本体（1）的高度与其外径之比在0.95-1.05之间；所述测试面（2）的高度与试样本体（1）的高度之比在0.45-0.55之间；所述测试面的宽度与试样本体（1）的外径之比在0.23-0.28之间；所述螺栓孔（33）的孔径与测试面（2）的高度之比在0.5-0.6之间。

5.一种利用管材直径变化研究其应力腐蚀开裂行为的方法，其特征是，将管材试样加工成如权利要求1-4中任一项所述的具有三维对称结构的管状径向加载试样的结构，然后对其进行加载，通过螺栓加载的方式改变试样本体（1）的直径，研究不同应力状态下管材的应力腐蚀开裂行为；

所述试样本体（1）中测试面一（21）和测试面二（22）的应力状态分布是对称的，在试样本体（1）的两个螺栓孔（33）中穿入一根螺栓，并通过螺母锁定，用扳手缓慢转动螺母使试样本体（1）发生形变，并不断用数显千分尺测量试样本体（1）的直径变化；通过有限元模拟计算测试面（2）上的应力和应变分布状态。

6.根据权利要求5所述的利用管材直径变化研究其应力腐蚀开裂行为的方法，其特征是，根据实验需要将测试面一（21）和测试面二（22）加工成相同或不同的表面状态，研究测试面一（21）和测试面二（22）的应力腐蚀开裂行为。

7.根据权利要求5所述的利用管材直径变化研究其应力腐蚀开裂行为的方法，其特征是，将试样本体（1）浸泡于腐蚀溶液中，在浸泡实验过程中，整个试样本体（1）的电位是一致的，腐蚀环境以及试样本体（1）的测试面（2）的应力水平模拟与实际管材使用工况相同或相近，研究管材在该特定条件下的应力腐蚀开裂行为。