管道運輸由于其實用性和經濟性是很多清潔能源運輸的首選,但是在常年的工作過程中受到外部環(huán)境影響,管道接口處很容易產生疲勞破壞導致能源的泄漏,管道泄漏不僅產生巨大損失而且還會造成環(huán)境的污染,為此本文研制了一種新型的管道彎曲振動試驗裝置對它進行疲勞測試。此裝置利用新型多功能慣性激振器對管道試件的一階振動進行外部加載,選擇管道試件節(jié)點處進行柔性支撐,激振器在實驗中可實時調節(jié)激振頻率和激振力的大小。提出了準實時監(jiān)測方法不僅適于苛刻的監(jiān)測環(huán)境要求也解決了監(jiān)測設備昂貴的問題,同時具有較高的檢測精度。本文主要在以下幾個方面進行試驗研究。1)分析管道有害振動形式和成因,依據振動力學原理建立管道試件的力學模型,得出了管道振動參數的計算公式,并尋求一種對管道一階振動模型施加外部載荷的方法,為實驗提供理論依據。2)在求解管道振動時利用Ansys對管道進行模態(tài)分析,探求管道試件幾何參數與振動參數的關系,計算出一階振型的共振頻率和節(jié)點位置,確定試驗的激振功率,并依據振動參數和激振功率,完成新型多功能慣性激振器的結構設計和電機的選型。3)研究在節(jié)點處施加支撐的技術措施,建立柔性支撐以代替無支撐的理論模型,并分析了支... 

【文章來源】：吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：89 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

城市燃氣管道管道的運輸節(jié)省了大量的財力、物力、人力，但是它的缺點是管道容易出現(xiàn)

第1章緒論3的工作輸出電壓變化來檢測應力大小以及泄漏的情況，如果沒有出現(xiàn)泄漏繼續(xù)使砝碼加重，如果達到一定預定重量還未產生破裂則焊接合格，否則重新加固。圖1-6為管道的動態(tài)加載方法，使用落錘（1.8t）對管道的四點施加沖擊載荷，通過改變落錘的高度和加載速度來改變沖擊載荷的大小，如果沖擊載荷達到設定值還未產生破壞則合格，否則需要進行加固。圖1-7彎曲共振式疲勞試驗機裝置動靜態(tài)加載方法對焊接處進行實驗時多采用力的單點或多點加載的形式，不能對焊接各點進行測試，為了改掉此種方法的加載弊端，根特大學設計出了一種全尺寸共振疲勞試驗裝置，如圖1-7所示，并設計了相應的檢測方法。該裝置利用共振的原理對管道試件進行彎曲加載，將試件的焊縫處于中間位置，兩端節(jié)點處進行支撐，在管道的一端利用激振器進行交變力和頻率的加載，利用設計好的圖1-4管道動靜態(tài)加載支撐裝置圖1-5管道的靜態(tài)加載方式圖1-6管道的動態(tài)加載方式

第1章緒論5來越多。在1990年左右，比利時根大學澤特實驗室利用共振原理設計了一套彎曲共振疲勞試驗，并設計了相應的檢測裝置。進行振幅檢測的時候采用的是定點標記圖像采集的方式，再利用圖像處理的方式對振幅進行提取，提取的振幅與實驗設計基本一致，為管道的加載方法和檢測開啟了新的篇章。日本鋼管株式會社，利用圖像檢測技術對管道試件檢測也有著深入的研究，它發(fā)明的清管器可對管道的內部的立體圖像進行采集，并以此為基礎設計了長距離天然氣運輸管道檢測器已經投產使用，效果很好。我國管道檢測技術經過幾十年的發(fā)展越來越先進[40]，從90年代開始得力于“八六三”計劃的大力支持研發(fā)了700-DN型通道檢測器，到現(xiàn)在西安理工大學的利用機器人視頻方式進行管道缺陷檢測，再到新疆準東油田工程技術股份有限公司對固定路段進行檢測時，設計的管道檢測控制箱，現(xiàn)在圖像檢測的應用已經達到了很高程度，但是上述幾種方法都是對定點缺陷的部位進行檢測，有著一定的局限性，為此本文研究了一種新的全方位的檢測方法，它可以對管道試件任意點處的振動信息進行檢測。1.3管道檢測技術方法管道變形形式的不同，所采用的檢測方法也不相同，針對內徑變形（局部変形），主要采用超聲導波管道檢測、攜沙式振動壓電傳感器檢測等；針對管道彎曲檢測主要采用自混合干涉儀檢測、管道機器人檢測，現(xiàn)針對這幾種檢測方法加以分析說明。（1）自混合干涉儀檢測圖1-8自由干涉儀檢測裝置

【參考文獻】：
期刊論文
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[2]機械振動準實時監(jiān)測問題研究[J]. 張學成,李文權,劉學飛.  工程與試驗. 2018(03)
[3]接觸式與非接觸式引伸計應變和泊松比測量精度比較[J]. 張悅,潘兵,郭廣平,趙澎濤.  實驗力學. 2018(01)
[4]基于全尺寸疲勞試驗系統(tǒng)的海洋管道模態(tài)分析[J]. 梁珂,胡艷華,唐德渝,樊建春,張致遠.  石油機械. 2018(02)
[5]海底管道檢測最新技術及發(fā)展方向[J]. 王金龍,何仁洋,張海彬,郭晗,吳慶偉.  石油機械. 2016(10)
[6]視頻引伸計技術在試驗機上的應用[J]. 于洋,陳淑萍,蔡宏,趙德.  工程與試驗. 2014(03)
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[8]海洋管道全尺寸疲勞試驗技術的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 胡艷華,唐德渝,方總濤,牛虎理,孫勃.  石油工程建設. 2013(04)
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博士論文
[1]圖像邊緣檢測技術及其應用研究[D]. 曾俊.華中科技大學 2011
[2]煤氣管道檢測機器人系統(tǒng)及其運動控制技術研究[D]. 張云偉.上海交通大學 2007

碩士論文
[1]基于視頻圖像的管道裂紋缺陷檢測方法研究[D]. 黃玉龍.西安理工大學 2018
[2]基于CCD的材料變形視覺測量系統(tǒng)研制[D]. 謝森棟.浙江理工大學 2014
[3]數字圖像相關（DIC）測量方法在材料變形研究中的應用[D]. 白曉虹.東北大學 2011
[4]材料拉伸實驗應變測量的目標精密邊緣檢測算法研究[D]. 王占富.吉林大學 2009
[5]橡膠超大變形非接觸測試方法研究[D]. 楊杰.東南大學 2004



本文編號：2926125