一种管道防甩装置水平冲击试验方法及设备，所述设备包括U型杆安装部件、牵引系统和测试系统，其中U型杆安装部件用于安装U型杆试件；牵引系统包括试验台车、滑车及其控制驱动部件，试验台车前端连接有冲击头，用于对U型杆试件进行水平冲击；测试系统包括高速相机采集系统、应变采集系统、电测量系统和试验速度测量系统，分别测量U型杆试件在水平冲击过程中的形变、关键部位的应变、试验台车加速度和碰撞速度信息。利用本发明专利技术的管道防甩装置水平冲击试验方法及设备，能获取加速度、关键位置应变、U型杆试件变形随时间的变化和碰撞速度等信息，测量精度高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力设备的测试技术，特别是涉及到电力设备中安全装置的冲击测试技术。
技术介绍
核电站高能管道包括在正常工况下最高运行温度超过100 °C或最高运行压力超过2MPa的管道系统。高能管道在运行期间压力脉动或过高压力的出现，使管道材料机械性能降低，从而可能引起管道破裂。管道突然破裂时，泄露的高压流体会对管道产生很大的横向力，在喷射力的作用下，破裂的管道会产生很高的横向速度，并使管道绕着管道上的一个局部变形区作高速旋转运动，破裂的管道会打到其他管道、设备或仪表上，造成这些器件的破坏，加剧事故的严重性，造成连锁式的危害。为了减轻管道破裂产生的后果，需要对管道破裂后的甩动规律进行认真分析，并设置相应的防护措施，尽量减少可能的破坏。现有核电厂设计建造过程中均设置了管道防甩装置，其中利用U型管道防甩装置环抱住高能管道，在管道破裂时利用U型管道防甩装置材料的塑性变形来吸收能量，是一种普遍使用的方法。U型管道防甩装置结构如图1所示，其中U型杆固定在刚性支座上，弯曲部分环绕抱住高压管道并留有可调节的间隙，高压管道甩动时，利用U型杆的塑性变形来吸收能量，根据需要可以设计多组U型杆。由于核电厂对安全要求极为严格，U型管道防甩装置之前全部需要进口，国内对其设计加工和测试的经验有限，并且也没有对于管道防甩装置冲击测试的相关法规，因此在这方面的现有技术还比较少。通过现有技术调研，有研宄机构对U型管道防甩装置进行过冲击试验。冲击试验采用落锤冲击试验机完成，例如一种落锤试验机如专利200910061645.5所示，由挡铁、吊钩、钢丝绳、抓钩装置、钢轨夹持装置组成，能够通过吊钩上的抓钩装置实现对冲击锤的抓取和释放，可以通过调整冲击锤的高度调整输入能量。对较高能量的试验还需要借助爆炸使锤头获得一个较高的初速度。由于涉及爆炸，试验中不容易对输入能量实现精确控制，并且落锤试验中不易采集获得准确、稳定的力信号。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术的目的在于克服现有技术中的问题，提供一种管道防甩装置水平冲击试验方法及设备，所述管道防甩装置水平冲击试验方法及设备能够进行高速、高能量撞击试验，输入能量大小可以精确控制，并且可以方便地获得准确稳定的应变、加速度、高速摄像、变形量等试验数据，获得的试验数据能够全面、客观地评价管道防甩装置的性能，并能对管道防甩装置的设计提供有力支撑，可广泛用于U型管道防甩装置和其他类似的工程结构件的动态冲击试验。为了实现此目的，本专利技术采取的技术方案为如下。一种管道防甩装置水平冲击试验设备，所述管道防甩装置水平冲击试验设备包括U型杆安装部件、牵引系统和测试系统，其中，U型杆安装部件用于安装U型杆试件；牵引系统包括试验台车、滑车及其控制驱动部件，试验台车前端连接有冲击头，用于对U型杆试件进行水平冲击；测试系统包括高速相机采集系统、应变采集系统、电测量系统和试验速度测量系统，分别测量U型杆试件在水平冲击过程中的形变、关键部位的应变、试验台车的加速度和碰撞速度信息。所述U型杆安装部件包括固定壁障和U型杆安装框架，其中，固定壁障和U型杆安装框架固定在一起；固定壁障连接部位有槽；U型杆安装框架具有销座；U型杆试件的两端有孔，所述两端插入U型杆安装框架的销座，通过圆柱销插入U型杆安装框架的销座孔和U型杆试件两端的孔，将所述U型杆试件可转动地安装在所述销座中。所述应变采集系统包括应变片、应变采集桥盒、超动态应变采集仪和应变采集电脑，其中应变片粘贴在U型杆试件的关键部位，应变采集桥盒与应变片相连接，并连接至超动态应变采集仪，超动态应变采集仪将U型杆试件关键部位的应变信息发送至应变采集电脑。所述U型杆试件关键部位包括U型杆试件的顶部、起弧点、根部区域。所述电测量系统包括加速度传感器、加速度数据采集器和加速度采集电脑，其中，加速度传感器固定于牵引系统的试验台车上，加速度传感器通过线缆连接至加速度数据采集器；加速度数据采集器固定于牵引系统的试验台车上，收集并存储试验台车的加速度信息；加速度采集电脑用于读取加速度数据采集器中存储的试验台车加速度信息。所述牵引系统的控制驱动部件包括远程控制电脑、控制柜、电机、钢索和钢索释放装置，其中，试验台车与滑车通过螺栓连接；滑车可卡紧钢索，通过钢索运动带动试验台车；钢索释放装置用于松开滑车与钢索，避免水平冲击对牵引系统的损害；电机用于根据远程控制电脑和控制柜的控制带动钢索运动。所述钢索释放装置固定于预定位置，相应地，所述滑车包括钢索卡紧臂与钢索卡紧凸轮，其中所述钢索卡紧臂通过花键固定至钢索卡紧凸轮，用于当滑车运动至预定位置时，钢索卡紧臂被所述钢索释放装置阻挡而发生转动，带动钢索卡紧凸轮转动；所述钢索卡紧凸轮用于卡紧钢索，并随着钢索卡紧臂转动放松钢索。一种管道防甩装置水平冲击试验方法，所述方法包括:AJf U型杆试件安装于U型杆安装部件；B、将钢索卡紧至滑车，通过电机带动钢索运动，控制试验台车抵达预定位置时达到预定速度；C、试验台车抵达预定位置时，滑车松开钢索，试验台车继续移动，冲击头与U型杆试件发生水平冲击；D、通过高速相机采集系统、应变采集系统、电测量系统和试验速度测量系统测量U型杆试件在水平冲击过程中的形变、关键部位的应变、试验台车的加速度和碰撞速度信息。通过采用本专利技术的管道防甩装置冲击试验方法和设备，能够获得以下有益技术效果:一、本专利技术的管道防甩装置冲击试验方法和设备能够方便地调节冲击速度和冲击质量，从而准确地控制冲击能量；二、不仅可以用于检测U型管道防甩装置的抗冲击性能，而且适用于检测其他类似功能结构件的抗冲击性能；三、对被试结构件的材料没有限制、操作简便；四、通过电测量系统、应变采集系统、高速相机采集系统和试验速度测量系统，能够获取加速度、关键位置应变、U型杆试件变形随时间的变化和碰撞速度等信息，测量精度尚O【附图说明】图1为U型管道防甩装置的结构示意图。图2为本专利技术【具体实施方式】中U型管道防甩装置水平冲击试验设备硬件结构示意图。图3为本专利技术【具体实施方式】中U型管道防甩装置水平冲击试验设备的滑车结构示意图。图4为本专利技术【具体实施方式】中U型管道防甩装置水平冲击试验设备的U型杆试件安装结构示意图。图5为本专利技术【具体实施方式】中U型管道防甩装置水平冲击试验设备的测试系统组成方框示意图。【具体实施方式】下面结合附图，对本专利技术作详细说明。首先介绍说明书附图中各附图标记所代表的部件名称。1、固定壁障，2、高速相机采集电脑，3、尚速相机，4、U型杆安装框架，5、U型杆试件，6、应变片，7、应变采集电脑，8、超动态应变采集仪，9、应变采集桥盒，10、试验台车，[当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种管道防甩装置水平冲击试验设备，所述管道防甩装置水平冲击试验设备包括U型杆安装部件、牵引系统和测试系统，其中，U型杆安装部件用于安装U型杆试件；牵引系统包括试验台车、滑车及其控制驱动部件，试验台车前端连接有冲击头，用于对U型杆试件进行水平冲击；测试系统包括高速相机采集系统、应变采集系统、电测量系统和试验速度测量系统，分别测量U型杆试件在水平冲击过程中的形变、关键部位的应变、试验台车的加速度和碰撞速度信息。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张金换，罗逍，许述财，马春生，李杨，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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