(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210794989.2 (22)申请日 2022.07.07 (71)申请人 中国重型机 械研究院股份公司 地址 710018 陕西省西安市经济技 术开发 区草滩生态产业园尚林路3 699号 (72)发明人 洪源隆　寇永乐　马海宽　隋健　 李培力　刘慧超　孙思豪　 (74)专利代理 机构 西安吉盛专利代理有限责任 公司 61108 专利代理师 杨全枝 (51)Int.Cl. G01N 3/10(2006.01) G01N 3/20(2006.01) G01N 3/02(2006.01) (54)发明名称 一种大尺寸管道拉伸与弯曲疲劳试验装置 及测试方法 (57)摘要 本发明属于管道测试技术领域， 特别涉及一 种大尺寸管道拉伸与弯曲疲劳试验装置及测试 方法。 该装置包括底座， 底座两端分别设有拉伸 模块， 两个拉伸模块之间的底座上设有弯曲模 块， 拉伸模块包括拉伸模块底座、 拉伸模块耳轴 支撑座、 螺旋升降机、 叉销管接头， 两个叉销管接 头用于连接钢管试样， 弯曲模块包括两个固定支 撑座、 多个移动支撑座， 固定支 撑座、 移动支 撑座 顶部分别设有固定支撑机构， 移动支撑座下部设 有弯曲力加载机构， 固定支 撑机构用于对钢管试 样进行固定， 弯曲力加载机构用于对钢管试样进 行弯曲力加载。 本发明能够满足多跨度， 三点、 四 点弯曲使用要求， 能够灵活稳定的为钢管两端施 加拉伸力， 整体结构稳定可靠， 易损件少， 维护成 本低。 权利要求书2页 说明书6页 附图4页 CN 115078098 A 2022.09.20 CN 115078098 A 1.一种大尺寸管道拉伸与弯曲疲劳试验装置， 其特征在于： 包括底座 （1） ， 所述底座 （1） 两端分别设有拉伸模块， 两个所述拉伸模块之间的底座 （1） 上设有弯曲模块， 所述拉伸模块 包括拉伸模块底 座 （2） ， 所述拉伸模块底座 （2） 上部 设有拉伸模块耳轴支撑座 （3） ， 所述拉伸 模块耳轴支撑座 （3） 上设有螺旋升降机 （4） ， 所述螺旋升降机 （4） 的输出端设有叉销 管接头 （5） ， 两个所述叉销管接头 （5） 用于连接钢管试样 （9） ， 所述弯曲模块包括两个固定支撑座 （6） ， 两个所述固定支撑座 （6） 之间的底座 （1） 上还设有多个移动支撑座 （10） ， 所述固定支撑 座 （6） 、 移动支撑座 （10） 顶部分别设有固定支撑机构， 所述移动支撑座 （10） 的固定支撑机构 下部设有弯曲力加载机构， 所述固定支撑机构用于对所述钢管试样 （9） 进 行固定， 所述弯曲 力加载机构用于对所述钢管 试样 （9） 进行弯曲力加载。 2.根据权利要求1所述一种大尺寸管道拉伸与弯曲疲劳试验装置， 其特征在于： 所述固 定支撑机构包括下哈弗套 耳轴支撑座 （7） ， 所述下哈弗套 耳轴支撑座 （7） 固定连接在所述固 定支撑座 （6） 、 移动支撑座 （10） 顶部， 所述下哈弗套耳轴支撑座 （7） 上设有钢管固定组件 （8） ， 所述钢管固定组件 （8） 包括下哈弗套 （18） ， 所述下哈弗套 （18） 固定连接在所述下哈弗 套耳轴支撑座 （7） 上部， 所述下哈弗套 （18） 上部连接有上哈弗套 （16） ， 所述下哈弗套 （18） 内 设有下基衬 （19） ， 所述上哈弗套 （16） 内设有上基衬 （17） ， 所述下基衬 （19） 、 上基衬 （17） 用于 固定钢管 试样 （9） 。 3.根据权利要求2所述一种大尺寸管道拉伸与弯曲疲劳试验装置， 其特征在于： 所述下 基衬 （19） 、 上基衬 （17） 内侧的弧面中心， 沿水平线70 °夹角设有沿竖直中心线对称分布的四 个螺纹盲孔， 所述下基衬 （19） 、 上基衬 （17） 均为1/4圆环， 在圆环面中心， 沿水平线70 °夹角 设有沿竖直中心线对称分布的四个带沉孔的通孔， 所述通孔内设有沉孔螺钉， 所述下基衬 （19） 、 上基 衬 （17） 通过沉 孔螺钉分别与所述下哈弗套 （18） 、 上哈弗套 （16） 固定连接 。 4.根据权利要求1所述一种大尺寸管道拉伸与弯曲疲劳试验装置， 其特征在于： 所述弯 曲力加载机构包括移动支撑座底座 （15） ， 所述移动支撑座底座 （15） 位于所述移动支撑座 （10） 底部， 所述移动支撑座底座 （15） 上部设有液压油缸耳轴支撑座 （14） ， 所述液压油缸耳 轴支撑座 （14） 内设有液压油缸 （13） ， 所述移动支撑座底 座 （15） 上端面的钢板中心 开有一圆 孔， 圆孔直径大于所述液压油缸 （13） 的外径， 所述液压油缸 （13） 的活塞杆穿过所述圆孔与 所述移动支撑座 （10） 的固定支撑 机下端面固定连接 。 5.根据权利要求4所述一种大尺寸管道拉伸与弯曲疲劳试验装置， 其特征在于： 所述固 定支撑座 （6） 下部设有固定支撑座底座 （21） ， 所述固定支撑座底座 （21） 、 移动支撑座底座 （15） 下部内侧分别设有小横梁 （20） ， 所述小横梁 （20） 为工字梁， 工字梁轴向的两端面焊有 开通孔的钢板， 所述小横梁 （20） 通过开通孔的钢板与所述固定支撑座底座 （21） 、 移动支撑 座底座 （15） 内侧通过螺 栓固定连接 。 6.根据权利要求4所述一种大尺寸管道拉伸与弯曲疲劳试验装置， 其特征在于： 所述液 压油缸 （13） 活塞杆的端部设有活塞杆压环 （12） ， 所述活塞杆压环 （12） 中部设有环形凹槽， 所述液压油缸 （13） 活塞杆的端部为环状阶梯结构， 所述环形 凹槽与所述环状阶梯结构相匹 配， 所述活塞杆压环 （12） 下端面 沿圆周均布设有12个通孔， 所述通孔内设有螺钉， 所述活塞 杆压环 （12） 通过螺钉与所述移动支撑座 （10） 的固定支撑 机下端面固定连接 。 7.根据权利要求1所述一种大尺寸管道拉伸与弯曲疲劳试验装置， 其特征在于： 所述底 座 （1） 上设有拉线式位移传感器 （11） ， 所述拉线式位移传感器 （11） 一端与所述钢管试样 （9）权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115078098 A 2中部固定连接， 另一端与所述底 座 （1） 上端面固定连接， 所述拉线式位移传感器 （11） 与所述 钢管试样 （9） 的夹角为90 °。 8.根据权利要求1所述一种大尺寸管道拉伸与弯曲疲劳试验装置， 其特征在于： 所述底 座 （1） 为两根对称分布的工字梁结构， 工字梁的腹板两侧对称 焊有薄壁筋板， 工字梁的上翼 缘板上按一定间距均匀分布有多个通孔， 所述通孔内设有固定螺栓， 所述固定支撑座 （6） 、 移动支撑座 （10） 通过固定 螺栓连接在所述底座 （1） 上。 9.一种大尺寸管道拉伸与弯曲疲劳测试方法， 使用如上所述任意一种大尺寸管道拉伸 与弯曲疲劳试验 装置， 其特 征在于： 包括以下步骤： S1： 确认钢管试样 （9） 规格， 将钢管试样 （9） 吊装在更换好下基衬 （19） 的下哈弗套 （18） 内， 将上哈弗套 （16） 与下哈弗套 （19） 连接固定； S2： 通过钢管 试样 （9） 端部预留的圆形通 孔将钢管 试样 （9） 与叉销管接 头 （5） 连接； S3： 在对应钢管 试样 （9） 表面粘贴上应 变片， 中心位置安装拉线式位移传感器 （1 1） ； S4： 确认拉伸 与弯曲疲劳测试的载荷加载类型， 根据所需拉伸力与弯曲力大小， 确定钢 管试样 （9） 的弯曲半径， 即拉线式位移传感器 （1 1） 的位移行程； S5： 通过调整固定支撑座 （6） 位置和移动支撑座 （10） 的位置， 调整弯曲力加载机构的数 量， 满足钢管试样 （9） 的加载跨度、 多点弯曲要求， 通过螺旋升降机 （4） 在钢管试样 （9） 两侧 提供设计的拉伸力， 液压油缸 （13） 在钢管试样 （9） 下方提供指定的弯曲力， 进 行大尺寸管道 拉伸与弯曲疲劳测试。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115078098 A 3