本文采用試驗與數(shù)值模擬相結合的技術路線,以Fe基形狀記憶合金管道連接件為研究對象,探索了加熱訓練、配合間隙、連接件壁厚以及連接件長度等因素對形狀記憶合金管道連接件連接性能的影響規(guī)律。研究結果表明:形狀記憶合金管道連接件的壁厚、軸向長度對連接性能的影響呈現(xiàn)雙折線形態(tài);減少管道連接件和被連接鋼管之間的配合間隙,或者增加管道連接件的加熱訓練次數(shù),均可以提高管道連接件和被連接鋼管之間的徑向應力。在實際設計過程中,應綜合考慮形狀記憶合金管道連接件的連接性能與制造成本,同時考慮被連接鋼管的承壓能力以及裝配難度等因素。 

【文章來源】：建筑與預算. 2019年03期

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

高溫連接試驗示意圖

2019年第3期總第275期連接件、被連接鋼管固定在支架上，并將陶瓷加熱器套在形狀記憶合金管道連接件外部；最后在陶瓷加熱套管開口處連接好溫度傳感器，試驗設備如圖1、圖2所示。將陶瓷加熱套管的加熱溫度控制在300~319℃，經(jīng)過高溫加熱以后，形狀記憶合金管道連接件發(fā)生了馬氏體逆相變，從而將兩根被連接鋼管連接在一起。圖1高溫連接試驗示意圖圖2高溫連接試驗設備（2）軸向拉拔試驗。將形狀記憶合金管道連接件和被連接鋼管安裝在萬能試驗機上，進行軸向拉拔試驗，試驗裝置如圖3所示。為了準確測量形狀記憶合金管道連接件以及被連接鋼管的變形情況，在管道連接件外表面沿著環(huán)向粘貼4枚應變片（間隔90°），在每根被連接鋼管外表面上沿著軸向粘貼2枚應變片（間隔180°），如圖4所示。通過應變數(shù)據(jù)采集板將采集到的應變數(shù)據(jù)輸入到計算機中，同時將壓力傳感器數(shù)據(jù)、軸向拉伸位移數(shù)據(jù)也輸入到計算機中，并利用計算機繪制出軸向拉拔荷載與被連接鋼管軸向位移之間的曲線。設置萬能試驗機加載步為50N/s，設置萬能試驗機軸向拉拔荷載最終值為10kN，且軸向拉拔荷載每增加200N時記錄一次壓力傳感器數(shù)據(jù)和應變數(shù)據(jù)。圖3軸向拉拔試驗裝置圖圖4試件應變片1.2試驗現(xiàn)象與分析本試驗共制作了3個試件，試件中的形狀記憶合金管道連接件壁厚均為2.00mm，常溫下擴徑率均為5.8%，內(nèi)徑均為37.00mm。試件1與試件3中的形狀記憶合金管道連接件經(jīng)過加熱訓練，試件2中的形狀記憶合金管道連接件未經(jīng)過加熱訓練。試件1中的被連接鋼管外徑為36.85mm，連接件與鋼管之間的配合間隙為0.075mm；試件2與試件3中被連接鋼管外徑為36.75mm，連接件與鋼管之間的配合間隙為0.125mm。試件幾何尺寸如表1所示�！�39

2019年第3期總第275期連接件、被連接鋼管固定在支架上，并將陶瓷加熱器套在形狀記憶合金管道連接件外部；最后在陶瓷加熱套管開口處連接好溫度傳感器，試驗設備如圖1、圖2所示。將陶瓷加熱套管的加熱溫度控制在300~319℃，經(jīng)過高溫加熱以后，形狀記憶合金管道連接件發(fā)生了馬氏體逆相變，從而將兩根被連接鋼管連接在一起。圖1高溫連接試驗示意圖圖2高溫連接試驗設備（2）軸向拉拔試驗。將形狀記憶合金管道連接件和被連接鋼管安裝在萬能試驗機上，進行軸向拉拔試驗，試驗裝置如圖3所示。為了準確測量形狀記憶合金管道連接件以及被連接鋼管的變形情況，在管道連接件外表面沿著環(huán)向粘貼4枚應變片（間隔90°），在每根被連接鋼管外表面上沿著軸向粘貼2枚應變片（間隔180°），如圖4所示。通過應變數(shù)據(jù)采集板將采集到的應變數(shù)據(jù)輸入到計算機中，同時將壓力傳感器數(shù)據(jù)、軸向拉伸位移數(shù)據(jù)也輸入到計算機中，并利用計算機繪制出軸向拉拔荷載與被連接鋼管軸向位移之間的曲線。設置萬能試驗機加載步為50N/s，設置萬能試驗機軸向拉拔荷載最終值為10kN，且軸向拉拔荷載每增加200N時記錄一次壓力傳感器數(shù)據(jù)和應變數(shù)據(jù)。圖3軸向拉拔試驗裝置圖圖4試件應變片1.2試驗現(xiàn)象與分析本試驗共制作了3個試件，試件中的形狀記憶合金管道連接件壁厚均為2.00mm，常溫下擴徑率均為5.8%，內(nèi)徑均為37.00mm。試件1與試件3中的形狀記憶合金管道連接件經(jīng)過加熱訓練，試件2中的形狀記憶合金管道連接件未經(jīng)過加熱訓練。試件1中的被連接鋼管外徑為36.85mm，連接件與鋼管之間的配合間隙為0.075mm；試件2與試件3中被連接鋼管外徑為36.75mm，連接件與鋼管之間的配合間隙為0.125mm。試件幾何尺寸如表1所示�！�39

【參考文獻】：
期刊論文
[1]形狀記憶合金管道連接件綜述[J]. 谷凡,張玲,王偉,張媛媛.  建筑與預算. 2017(12)
[2]輸油管道泄漏事故多米諾效應分析[J]. 魏沁汝,李杉,周永淳,韋孟佼.  石油工業(yè)技術監(jiān)督. 2014(09)
[3]鐵基形狀記憶合金研究與應用的新進展[J]. 任彥.  新材料產(chǎn)業(yè). 2014(06)

博士論文
[1]新時期國家能源發(fā)展戰(zhàn)略問題研究[D]. 李文華.南開大學 2013
[2]形狀記憶合金的本構模型及試驗研究[D]. 王偉.大連理工大學 2012



本文編號：2932076