水下耐壓結(jié)構(gòu)長(zhǎng)時(shí)間累積變形的測(cè)量裝置及方法
【專利摘要】水下耐壓結(jié)構(gòu)長(zhǎng)時(shí)間累積變形的測(cè)量裝置，包括相互獨(dú)立設(shè)置的測(cè)量單元及修正單元，所述測(cè)量單元包括壓力筒，充滿液體的待測(cè)耐壓殼體置于壓力筒內(nèi)，待測(cè)耐壓殼體通過(guò)管路與位于壓力筒外部的容積變化讀數(shù)器連通，壓力筒上裝有壓力表；所述修正單元由另外一組待測(cè)耐壓殼體、容積變化讀數(shù)器以及二者之間的連接管路組成。本發(fā)明還提供了通過(guò)測(cè)量靜水壓力下耐壓結(jié)構(gòu)隨時(shí)間累積的容積變化量來(lái)間接測(cè)量耐壓結(jié)構(gòu)長(zhǎng)時(shí)間累積變形的測(cè)量方法，通過(guò)本發(fā)明間接測(cè)量得出的耐壓結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)變形值、應(yīng)力、應(yīng)變等力學(xué)參數(shù)隨時(shí)間的變化規(guī)律，能夠用于研究水下耐壓結(jié)構(gòu)所用材料的蠕變特性或粘彈性特性，整個(gè)測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量直觀便捷，維護(hù)方便，且測(cè)量精度高。
【專利說(shuō)明】水下耐壓結(jié)構(gòu)長(zhǎng)時(shí)間累積變形的測(cè)量裝置及方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水下耐壓結(jié)構(gòu)靜水外壓試驗(yàn)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及用于測(cè)量水下耐壓結(jié)構(gòu)在靜水壓力下長(zhǎng)時(shí)間累積變形并且通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間累積變形的測(cè)量結(jié)果來(lái)研究水下耐壓結(jié)構(gòu)材料的抗壓蠕變特性或粘彈性特性的裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水下耐壓結(jié)構(gòu)是水下機(jī)器人、載人潛水器、深?？臻g站和潛艇等水下運(yùn)載作業(yè)平臺(tái)的重要組成部分，用于承受深海高壓載荷并保障人員及設(shè)備的安全。目前，水下耐壓結(jié)構(gòu)靜水外壓力試驗(yàn)主要采用電阻應(yīng)變片等傳感器測(cè)量方法，通過(guò)測(cè)量水下耐壓殼體關(guān)鍵部位的應(yīng)變并將其換算為結(jié)構(gòu)應(yīng)力；而陸地上耐壓管道(內(nèi)壓)的蠕變測(cè)量則通常采用蠕變測(cè)點(diǎn)測(cè)量法和蠕變測(cè)量標(biāo)記測(cè)量法，前者使用千分尺在測(cè)點(diǎn)之間測(cè)量變形，后者使用特制的鋼帶尺纏繞在鋼管或聯(lián)箱體被測(cè)截面外表面上，來(lái)測(cè)量該部位的增值。對(duì)于電阻應(yīng)變片等傳感器測(cè)量方法，由于浸泡在水中的電阻應(yīng)變片容易受潮老化、性能發(fā)生蠕變導(dǎo)致使用壽命低，不適用于水下耐壓結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)時(shí)間變形的測(cè)量，并且電阻應(yīng)變片測(cè)量位置為局部測(cè)量，而材料的蠕變特性是一種全結(jié)構(gòu)的變形，因此，傳統(tǒng)的電阻應(yīng)變片等傳感器測(cè)量方法無(wú)法完成水下耐壓結(jié)構(gòu)的蠕變(或粘彈性)的長(zhǎng)期觀測(cè)和測(cè)量；對(duì)于蠕變測(cè)點(diǎn)測(cè)量法和蠕變測(cè)量標(biāo)記測(cè)量法，由于這兩種測(cè)量方法只能用于暴露的耐壓管道，而水下耐壓結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期累積變形試驗(yàn)需要在壓力筒中進(jìn)行，因此傳統(tǒng)的陸地上耐壓管道(內(nèi)壓)的蠕變測(cè)量方法也無(wú)法適應(yīng)水下耐壓結(jié)構(gòu)試驗(yàn)過(guò)程中累積變形的測(cè)量。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本 申請(qǐng)人:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)，提供一種水下耐壓結(jié)構(gòu)長(zhǎng)時(shí)間累積變形的測(cè)量裝置及方法，其能夠?qū)崿F(xiàn)靜水壓力下水下耐壓結(jié)構(gòu)的容積隨時(shí)間的變化規(guī)律的測(cè)量，測(cè)量方便、準(zhǔn)確，且基于容積變化測(cè)量結(jié)果通過(guò)數(shù)學(xué)換算能夠得出靜水壓力下耐壓結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)時(shí)間累積變形，能夠用于研究耐壓結(jié)構(gòu)材料的蠕變特性或粘彈性特性。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0005]本發(fā)明之水下耐壓結(jié)構(gòu)長(zhǎng)時(shí)間累積變形的測(cè)量裝置，包括相互獨(dú)立設(shè)置的測(cè)量單元及修正單元，所述測(cè)量單元包括用于模擬深海壓力環(huán)境的壓力筒，待測(cè)耐壓殼體置于壓力筒內(nèi)，待測(cè)耐壓殼體內(nèi)充滿液體，且待測(cè)耐壓殼體通過(guò)管路一與位于壓力筒外部的容積變化讀數(shù)器一連通，壓力筒連接有注水管路和排水管路，所述注水管路上設(shè)有加壓泵及控制閥一，壓力筒上裝有壓力表，所述排水管路上設(shè)有控制閥二；所述修正單元包括對(duì)比耐壓殼體，對(duì)比耐壓殼體內(nèi)充滿液體，且對(duì)比耐壓殼體通過(guò)管路二與位于對(duì)比耐壓殼體外部的容積變化讀數(shù)器二連通；所述修正單元中的對(duì)比耐壓殼體、管路二及容積變化讀數(shù)器二的結(jié)構(gòu)分別與所述測(cè)量單元中的待測(cè)耐壓殼體、管路一及容積變化讀數(shù)器一相同。
[0006]本發(fā)明之水下耐壓結(jié)構(gòu)長(zhǎng)時(shí)間累積變形的測(cè)量方法，包含以下步驟:
[0007]第一步，所述注水管路及所述排水管路均處于關(guān)閉狀態(tài)，在待測(cè)耐壓殼體不承受靜水壓力的情況下，記錄下容積變化讀數(shù)器一內(nèi)自由液面所在的刻度值H0 ；
[0008]第二步，打開(kāi)所述注水管路，所述排水管路仍處于關(guān)閉狀態(tài)，通過(guò)所述注水管路對(duì)壓力筒注水施加靜水壓力，觀察壓力表讀數(shù)，當(dāng)壓力筒內(nèi)壓力達(dá)到目標(biāo)壓力P1時(shí)，關(guān)閉所述注水管路，記錄下此時(shí)容積變化讀數(shù)器一內(nèi)自由液面所在的刻度值H1 ;同步調(diào)節(jié)所述修正單元中容積變化讀數(shù)器二的自由液面處于刻度值H1位置；
[0009]第三步，保持壓力筒的壓力處于目標(biāo)壓力P1下&時(shí)間后，記錄下此時(shí)容積變化讀數(shù)器一內(nèi)自由液面所在的刻度值H2和容積變化讀數(shù)器二內(nèi)自由液面所在的刻度值H3 ；
[0010]第四步，計(jì)算待測(cè)耐壓殼體處于恒定靜水壓力P1 Tt1時(shí)間后的容積變化值A(chǔ)V:用第三步測(cè)得的刻度值仏與第二步測(cè)得的刻度值氏的差值乘以容積變化讀數(shù)器一的截面積；
[0011]第五步，對(duì)第四步計(jì)算得到的容積變化值Λ V/進(jìn)行修正:計(jì)算對(duì)比耐壓殼體在不承受靜水外壓的情況下經(jīng)過(guò)h時(shí)間后由溫度變化導(dǎo)致的容積變化值Λ V1"，即用刻度值H3與刻度值H1的差值乘以容積變化讀數(shù)器二的截面積；Λ V/與Λ V1"的差值即為完全由靜水壓力P1導(dǎo)致的隨時(shí)間h累積的容積變化值Λ V1 ；
[0012]第六步，每隔一定的時(shí)間\重復(fù)上述第三步驟至第五步驟，得到一組靜水壓力P1下的由容積變化值Λ Vi和對(duì)應(yīng)的時(shí)間\組成的數(shù)據(jù)；
[0013]第七步，對(duì)第六步中測(cè)得的一組數(shù)據(jù)(AVpti)采用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行擬合，得出待測(cè)耐壓殼體在靜水壓力P1下隨時(shí)間累積的容積變化與時(shí)間的關(guān)系函數(shù)，根據(jù)待測(cè)耐壓殼體結(jié)構(gòu)參數(shù)與容積的幾何關(guān)系以及待測(cè)耐壓殼體的材料本構(gòu)關(guān)系，可換算出相應(yīng)的ti時(shí)間時(shí)待測(cè)耐壓殼體的結(jié)構(gòu)變形值、應(yīng)變、應(yīng)力，由此得到待測(cè)耐壓殼體的結(jié)構(gòu)變形值、應(yīng)變、應(yīng)力在靜水壓力P1下隨時(shí)間的變化規(guī)律。
[0014]其進(jìn)一步技術(shù)方案為:
[0015]改變所述靜水壓力P1至P2、P3……Pn，重復(fù)所述第二至第七步驟，得到不同靜水壓力下待測(cè)耐壓殼體的容積、結(jié)構(gòu)變形值、應(yīng)變、應(yīng)力隨時(shí)間的變化規(guī)律。
[0016]取待測(cè)耐壓殼體在至少兩種靜水壓力下的容積與時(shí)間構(gòu)成的組數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)學(xué)方法擬合出待測(cè)耐壓殼體所用材料的蠕變規(guī)律。
[0017]本發(fā)明的技術(shù)效果:
[0018]本發(fā)明通過(guò)將測(cè)量目標(biāo)由傳統(tǒng)的水下耐壓結(jié)構(gòu)的變形量轉(zhuǎn)換為耐壓結(jié)構(gòu)在靜水壓力下的長(zhǎng)時(shí)間累積的容積變化量，將測(cè)量目標(biāo)進(jìn)行了放大，由此不僅能夠通過(guò)測(cè)得的容積變化量通過(guò)數(shù)學(xué)換算以及數(shù)學(xué)擬合得出耐壓結(jié)構(gòu)的集合結(jié)構(gòu)變形、應(yīng)力、應(yīng)變隨時(shí)間的變化規(guī)律，而且能夠進(jìn)一步通過(guò)數(shù)學(xué)換算和擬合得出耐壓結(jié)構(gòu)所用材料的抗壓蠕變特性或粘彈性特性，另一方面，克服了傳統(tǒng)的電阻應(yīng)變片等傳感器測(cè)量方法因電阻應(yīng)變片使用壽命短而無(wú)法適用于水下耐壓結(jié)構(gòu)長(zhǎng)時(shí)間累積變形的測(cè)量以及電阻應(yīng)變片測(cè)量位置的局部性的缺陷；本發(fā)明所述測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)量直觀便捷，試驗(yàn)成本低，維護(hù)方便，試驗(yàn)可持續(xù)強(qiáng)，解決了傳統(tǒng)的水下耐壓結(jié)構(gòu)外壓試驗(yàn)無(wú)法測(cè)量水下耐壓結(jié)構(gòu)長(zhǎng)時(shí)間累積變形的技術(shù)問(wèn)題；本發(fā)明通過(guò)修正裝置的設(shè)置，能夠消除由溫度變化導(dǎo)致的測(cè)量誤差，提高了測(cè)量精度。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】[0019]圖1為本發(fā)明所述測(cè)量單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為本發(fā)明所述修正單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3為待測(cè)耐壓殼體在兩種靜水壓力下的應(yīng)變一時(shí)間曲線圖。
[0022]其中:1、壓力筒；2、待測(cè)耐壓殼體；3、管路一 ；4、容積變化讀數(shù)器一 ；5、加壓泵；
6、控制閥一 ；7、壓力表；8、制閥二 ；9、對(duì)比耐壓殼體；10、管路二 ；11、容積變化讀數(shù)器二。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖，說(shuō)明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0024]見(jiàn)圖1、圖2，本發(fā)明之水下耐壓結(jié)構(gòu)長(zhǎng)時(shí)間累積變形的測(cè)量裝置包括相互獨(dú)立設(shè)置的測(cè)量單元及修正單元，所述測(cè)量單元包括用于模擬深海壓力環(huán)境的壓力筒1，待測(cè)耐壓殼體2置于壓力筒I內(nèi)，待測(cè)耐壓殼體2內(nèi)充滿不可壓縮的液體，且待測(cè)耐壓殼體2通過(guò)管路一 3與位于壓力筒I外部的容積變化讀數(shù)器一 4連通，壓力筒I連接有注水管路和排水管路，所述注水管路上設(shè)有加壓泵5及控制閥一 6，壓力筒I上裝有壓力表7，所述排水管路上設(shè)有控制閥二 8，控制閥一 6及控制閥二 8分別用于控制所述注水管路、所述排水管路的開(kāi)、閉；所述修正單元包括對(duì)比耐壓殼體9，對(duì)比耐壓殼體9內(nèi)充滿不可壓縮的液體，且對(duì)比耐壓殼體9通過(guò)管路二 10與位于對(duì)比耐壓殼體9外部的容積變化讀數(shù)器二 11連通；所述修正單元中的對(duì)比耐壓殼體9、管路二 10及容積變化讀數(shù)器二 11的結(jié)構(gòu)分別與測(cè)量單元中的待測(cè)耐壓殼體2、管路一 3及容積變化讀數(shù)器一 4相同，容積變化讀數(shù)器一 4及容積變化讀數(shù)器二 11為標(biāo)有刻度的容器，形狀優(yōu)選為圓柱形細(xì)長(zhǎng)容器。
[0025]利用本發(fā)明之水下耐壓結(jié)構(gòu)長(zhǎng)時(shí)間累積變形的測(cè)量裝置對(duì)水下耐壓殼體長(zhǎng)時(shí)間累積變形進(jìn)行測(cè)量的方法包含以下步驟:
[0026]第一步，所述注水管路及所述排水管路均處于關(guān)閉狀態(tài)，在待測(cè)耐壓殼體2不承受靜水壓力的情況下，記錄下容積變化讀數(shù)器一 4內(nèi)自由液面所在的刻度值Htl ；
[0027]第二步，打開(kāi)所述注水管路，所述排水管路仍處于關(guān)閉狀態(tài)，通過(guò)所述注水管路對(duì)壓力筒I注水施加靜水壓力，觀察壓力表7讀數(shù)，當(dāng)壓力筒I內(nèi)壓力達(dá)到目標(biāo)壓力P1時(shí)，關(guān)閉所述注水管路，記錄下此時(shí)容積變化讀數(shù)器一 4內(nèi)自由液面所在的刻度值H1 ;同時(shí)，同步調(diào)節(jié)所述修正單元中容積變化讀數(shù)器二 11的自由液面處于刻度值H1位置；
[0028]第三步，保持壓力筒I的壓力處于目標(biāo)壓力P1下&時(shí)間后，記錄下此時(shí)容積變化讀數(shù)器一 4內(nèi)自由液面所在的刻度值H2和容積變化讀數(shù)器二 11內(nèi)自由液面所在的刻度值H3;
[0029]第四步，計(jì)算待測(cè)耐壓殼體2處于恒定靜水壓力P1下h時(shí)間后的容積變化值Δ V:用第三步測(cè)得的刻度值H2與第二步測(cè)得的刻度值H1的差值乘以容積變化讀數(shù)器一4的截面積，所述乘積值即為Λ V1'；
[0030]第五步，對(duì)第四步計(jì)算得到的容積變化值Λ V/進(jìn)行修正:計(jì)算對(duì)比耐壓殼體9在不承受靜水外壓的情況下經(jīng)過(guò)h時(shí)間后由溫度變化導(dǎo)致的容積變化值Λ V1"，即用刻度值H3與刻度值氏的差值乘以容積變化讀數(shù)器二 11的截面積，所述乘積值即為Λ V1"；AV與Λ V1"的差值即為完全由靜水壓力P1導(dǎo)致的待測(cè)耐壓殼體2隨時(shí)間^累積的容積變化值Λ V1 ；
[0031]第六步，每隔一定的時(shí)間\重復(fù)上述第三步驟至第五步驟，由此得到一組靜水壓力P1下的由容積變化值Λ Vi和對(duì)應(yīng)的時(shí)間ti組成的數(shù)據(jù)(Δvi,ti）其中i = 1,2,……，η ；
[0032]第七步，對(duì)第六步中測(cè)得的一組數(shù)據(jù)(AVpti)采用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行擬合，得出待測(cè)耐壓殼體2在靜水壓力P1下隨時(shí)間累積的容積變化與時(shí)間的關(guān)系函數(shù)，根據(jù)待測(cè)耐壓殼體2結(jié)構(gòu)參數(shù)與容積的幾何關(guān)系以及待測(cè)耐壓殼體2的材料本構(gòu)關(guān)系，可換算出相應(yīng)的\時(shí)間時(shí)待測(cè)耐壓殼體2的結(jié)構(gòu)變形值、應(yīng)變、應(yīng)力，由此得到待測(cè)耐壓殼體2的結(jié)構(gòu)變形值、應(yīng)變、應(yīng)力在靜水壓力P1下隨時(shí)間的變化規(guī)律。
[0033]具體地，對(duì)第六步中測(cè)得的一組數(shù)據(jù)(AVpti)采用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行擬合，得出待測(cè)耐壓殼體2在靜水壓力P1下隨時(shí)間累積的容積變化與時(shí)間的變化規(guī)律，根據(jù)第一步驟中的待測(cè)耐壓殼體2初始容積Vtl，可以轉(zhuǎn)化得到待測(cè)耐壓殼體2在靜水壓力P1下隨時(shí)間累積的容積與時(shí)間的變化規(guī)律:
[0034]V = f (t)①
[0035]根據(jù)待測(cè)耐壓殼體2的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)與容積的幾何關(guān)系以及待測(cè)耐壓客體所用材料的本構(gòu)關(guān)系，可換算出待測(cè)耐壓結(jié)構(gòu)本體2的結(jié)構(gòu)變形值、應(yīng)變、應(yīng)力等力學(xué)參數(shù)隨時(shí)間的變化規(guī)律，如:
[0036]r = f' (f (t))②
[0037]ε = f" (f (t))③
[0038]式中:r表示待測(cè)耐壓殼體2結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)之一，例如水下耐壓球殼的半徑；ε表示待測(cè)耐壓殼體2具體位置在特定方向上的應(yīng)變值，f'、f"為相應(yīng)的函數(shù)關(guān)系。
[0039]進(jìn)一步地，通過(guò)改變所述靜水壓力P1至P2、P3……Pn，重復(fù)所述第二至第七步驟，能夠得到不同靜水壓力下待測(cè)耐壓殼體2的容積、結(jié)構(gòu)變形值、應(yīng)變、應(yīng)力隨時(shí)間的變化規(guī)律，用于待測(cè)耐壓殼體2結(jié)構(gòu)材料的蠕變特性或粘彈性特性研究。
[0040]取待測(cè)耐壓殼體2在至少兩種靜水壓力下的結(jié)構(gòu)變形值、應(yīng)變、應(yīng)力與時(shí)間的兩組數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)學(xué)方法擬合出待測(cè)耐壓殼體2所用材料的蠕變規(guī)律。
[0041]以水下耐壓殼體的兩種典型結(jié)構(gòu):金屬精制球殼和環(huán)肋圓柱殼為示例，說(shuō)明如何通過(guò)本發(fā)明所述測(cè)量裝置及測(cè)量方法來(lái)得出靜水壓力下耐壓殼體的長(zhǎng)時(shí)間累積變形，并由此得出耐壓結(jié)構(gòu)材料的蠕變特性或粘彈性特性。
[0042]取待測(cè)耐壓殼體2的金屬材料的蠕變規(guī)律如下式:
[0043]ε c = A1 σ ntm蠕變第一階段④
[0044]ε。= A2 σ nt蠕變第二階段⑤
[0045]式中:A、n、m均為需要通過(guò)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行擬合計(jì)算的系數(shù)，ε e為蠕變應(yīng)變，σ為相應(yīng)靜水壓力下水下耐壓殼體的應(yīng)力。
[0046]按照本發(fā)明之水下耐壓結(jié)構(gòu)長(zhǎng)時(shí)間累積變形的測(cè)量方法所述第一步至第六步驟，得到一組靜水壓力P1下的由容積變化值Λ Vi和對(duì)應(yīng)的時(shí)間ti組成的數(shù)據(jù)(Λ Vi, ti)，根據(jù)第一步驟中的待測(cè)耐壓殼體2初始容積Vtl，可以轉(zhuǎn)化得到待測(cè)耐壓殼體2在靜水壓力P1下由容積值Vi和對(duì)應(yīng)的時(shí)間\組成的數(shù)據(jù)(Vi, \)，進(jìn)行足夠長(zhǎng)時(shí)間的試驗(yàn)確保待測(cè)耐壓殼體2進(jìn)入了蠕變第二階段；然后，改變所述靜水壓力P1至P2，在靜水壓力P2下重復(fù)所述第二步至第六步驟，得到待測(cè)耐壓殼體2在靜水壓力P2下由容積值V/和對(duì)應(yīng)的時(shí)間ti組成的數(shù)據(jù)(V/，\)，同樣得，可以通過(guò)試驗(yàn)測(cè)量其他靜水壓力下的容積與時(shí)間的數(shù)據(jù)，為了簡(jiǎn)要闡述，選用兩種靜水壓力PpP2來(lái)做說(shuō)明。
[0047]當(dāng)待測(cè)耐壓殼體2為球殼時(shí)，在恒定靜水壓力P1和P2下分別經(jīng)歷時(shí)間tk后，此時(shí)，球殼在靜水壓力P1和P2的容積值分別為\和vk’，球殼靜水壓力P1和P2的半徑rk和rk’、應(yīng)變分別為:
【權(quán)利要求】
1.水下耐壓結(jié)構(gòu)長(zhǎng)時(shí)間累積變形的測(cè)量裝置，其特征在于:包括相互獨(dú)立設(shè)置的測(cè)量單元及修正單元，所述測(cè)量單元包括用于模擬深海壓力環(huán)境的壓力筒(I)，待測(cè)耐壓殼體(2)置于壓力筒(I)內(nèi)，待測(cè)耐壓殼體(2)內(nèi)充滿液體，且待測(cè)耐壓殼體(2)通過(guò)管路一(3)與位于壓力筒(I)外部的容積變化讀數(shù)器一(4)連通，壓力筒(I)連接有注水管路和排水管路，所述注水管路上設(shè)有加壓泵(5)及控制閥一 (6)，壓力筒(I)上裝有壓力表(7)，所述排水管路上設(shè)有控制閥二(8);所述修正單元包括對(duì)比耐壓殼體(9)，對(duì)比耐壓殼體(9)內(nèi)充滿液體，且對(duì)比耐壓殼體(9)通過(guò)管路二(10)與位于對(duì)比耐壓殼體(9)外部的容積變化讀數(shù)器二(11)連通；所述修正單元中的對(duì)比耐壓殼體(9)、管路二(10)及容積變化讀數(shù)器二(11)的結(jié)構(gòu)分別與所述測(cè)量單元中的待測(cè)耐壓殼體(2)、管路一(3)及容積變化讀數(shù)器一⑷相同。
2.利用權(quán)利要求1所述的水下耐壓結(jié)構(gòu)長(zhǎng)時(shí)間累積變形的測(cè)量裝置進(jìn)行水下耐壓結(jié)構(gòu)長(zhǎng)時(shí)間累積變形測(cè)量的方法，其特征在于，包含以下步驟: 第一步，所述注水管路及所述排水管路均處于關(guān)閉狀態(tài)，在待測(cè)耐壓殼體(2)不承受靜水壓力的情況下，記錄下容積變化讀數(shù)器一(4)內(nèi)自由液面所在的刻度值H。； 第二步，打開(kāi)所述注水管路，所述排水管路仍處于關(guān)閉狀態(tài)，通過(guò)所述注水管路對(duì)壓力筒⑴注水施加靜水壓力，觀察壓力表(7)讀數(shù)，當(dāng)壓力筒⑴內(nèi)壓力達(dá)到目標(biāo)壓力P1時(shí)，關(guān)閉所述注水管路，記錄下此時(shí)容積變化讀數(shù)器一(4)內(nèi)自由液面所在的刻度值H1;同步調(diào)節(jié)所述修正單元中容積變化讀數(shù)器二(11)的自由液面處于刻度值H1位置； 第三步，保持壓力筒(I)的壓力處于目標(biāo)壓力P1下h時(shí)間后，記錄下此時(shí)容積變化讀數(shù)器一(4)內(nèi)自由液面所在的刻度值H2和容積變化讀數(shù)器二(11)內(nèi)自由液面所在的刻度值H3; 第四步，計(jì)算待測(cè)耐壓殼體(2)處于恒定靜水壓力P1 Tt1時(shí)間后的容積變化值Λ V/:用第三步測(cè)得的刻度值H2與第二步測(cè)得的刻度值H1的差值乘以容積變化讀數(shù)器一(4)的截面積； 第五步，對(duì)第四步計(jì)算得到的容積變化值Λ V/進(jìn)行修正:計(jì)算對(duì)比耐壓殼體(9)在不承受靜水外壓的情況下經(jīng)過(guò)h時(shí)間后由溫度變化導(dǎo)致的容積變化值Λ V1"，即用刻度值H3與刻度值H1的差值乘以容積變化讀數(shù)器二(11)的截面積；Λ V/與Λ V1"的差值即為完全由靜水壓力P1導(dǎo)致的隨時(shí)間h累積的容積變化值Λ V1 ； 第六步，每隔一定的時(shí)間ti重復(fù)上述第三步驟至第五步驟，得到一組靜水壓力P1下的由容積變化值Λ Vi和對(duì)應(yīng)的時(shí)間\組成的數(shù)據(jù)； 第七步，對(duì)第六步中測(cè)得的一組數(shù)據(jù)(AVi, 采用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行擬合，得出待測(cè)耐壓殼體(2)在靜水壓力P1下隨時(shí)間累積的容積變化與時(shí)間的關(guān)系函數(shù)，根據(jù)待測(cè)耐壓殼體(2)結(jié)構(gòu)參數(shù)與容積的幾何關(guān)系以及待測(cè)耐壓殼體(2)的材料本構(gòu)關(guān)系，可換算出相應(yīng)的\時(shí)間時(shí)待測(cè)耐壓殼體(2)的結(jié)構(gòu)變形值、應(yīng)變、應(yīng)力，由此得到待測(cè)耐壓殼體(2)的結(jié)構(gòu)變形值、應(yīng)變、應(yīng)力在靜水壓力P1下隨時(shí)間的變化規(guī)律。
3.按權(quán)利要求2所述的水下耐壓結(jié)構(gòu)長(zhǎng)時(shí)間累積變形的測(cè)量方法，其特征在于:改變所述靜水壓力P1至p2、p3……Pn，重復(fù)所述第二至第七步驟，得到不同靜水壓力下待測(cè)耐壓殼體(2)的容積、結(jié)構(gòu)變形值、應(yīng)變、應(yīng)力隨時(shí)間的變化規(guī)律。
4.按權(quán)利要求3所述的水下耐壓結(jié)構(gòu)長(zhǎng)時(shí)間累積變形的測(cè)量裝置，其特征在于:取待測(cè)耐壓殼體(2)在至少兩種靜水壓力下的容積與時(shí)間構(gòu)成的組數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)學(xué)方法擬合出待測(cè)耐壓殼體(2) 所用材料的蠕變規(guī)律。
【文檔編號(hào)】G01N19/00GK104019790SQ201410263669
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月13日
【發(fā)明者】張愛(ài)鋒, 屈平, 徐強(qiáng), 張博文 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七○二研究所
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