摘要： 某压力容器静力试验载荷复杂，数值较大，承受轴力、弯矩和剪力等综合作用，为满足静力加载需求，以液压油缸静力试验加载系统和应变测试系统为基础，充分考虑该测试应该注意的问题，确定合理的加载方法，计算各油缸加载作用力，选取并确定测试和加载设备，包括加载油缸，力传感器，位移计和应变计等，设计试验连接固定以及承载工装，形成有效可行的试验加载方案，为顺利开展容器静载测试奠定基础。
Abstract: Static test of a pressure vessel load is very complex and large, bearing axial force, bending moment and shear force, etc. To meet the needs of static force test, based on the hydraulic loading equipmentand the strain measurement system, full consideration of the issue should be noted during test, the paper determined a reasonable load method, calcuated the force of the cylinder load, selected and determined, the testing and loading equipment, including loading cylinder, force sensors, strain gauges and displacement Meter, designed additional fixing and connection test tool, and completed the experimental load plan, which has laid the good foundation for the static load tes of the vessel.
关键词： 测试；容器；静力；载荷
Key words: vessel；test；static force；load
中图分类号：TH4 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）11-0033-02
0引言
在现代工业中，压力容器的应用非常广泛。压力容器设计时，内压与外压载荷是需要考虑的基本载荷，可采用水压或气压的方法进行容器强度和密封性测试[1-2]。但是，有的容器工作中不仅承受压力载荷，而且由于缓慢放置、吊装、转动等多种状态中还要承受静力载荷或可等效为静力的载荷。当这些载荷的影响不能忽略时，考核容器强度，就需要根据容器尺寸和载荷等级，设计相应的静载测试方案，在确定的测试部位布置应变计和位移传感器，然后在加载时测试结构受载的应变和位移[3-8]。本文以某容器为背景，针对其载荷复杂，载荷数值大等特点，设计静力加载测试方案，并对方案设计中需注意的一些问题予以说明。该方案已经在容器静载测试中使用，结果表明，方案设计准确可靠，对容器设计改进发挥了重要的指导作用。
1容器静力载荷
该测试容器为钢结构容器，在设计中要求满足拉力、剪力和弯矩联合载荷的要求，极限载荷见表1，容器极限承载示意图如图1所示，其中弯矩以图1中标识的弯矩参考位置作为力臂计算起始位置。
2测试方案
2.1 加载方案加载方案如图2所示，轴拉力通过竖直方向的两油缸的合力实现，剪力靠侧向油缸的拉力完成，三个油缸加载作用力的合力矩为试验要求的加载力。
2.2 加载力确定由加载方案和静力平衡关系，求解得出三个加载力的大小，采用分级加载方法时，载荷大小见表2。其中负号表示加载力方向向下。
2.3 加载与测试设备加载与测试设备主要包括：①具有自动控制功能的液压加载系统；与加载管路连接的两个最大加载力为50kN的液压油缸（竖直方向使用）；一个最大加载力为10kN的液压油缸（侧向使用）；液压连接管路和测试导线。②两个量程为50kN的力传感器（竖直方向使用）；一个量程为10kN的力传感器（侧向使用）；力传感器信号采集时采用的功率放大器。③装有基于LABVIEW开发的加载曲线输入计算机和数据采集计算机。④电阻应变计和位移计；应变测试温度补偿试件；东华DH3816应变测试系统。
2.4 加载工装配置根据加载要求，从加载方案示意图2可以看出，完成本实验，需在已有设备的基础上配置加载梁、吊耳、基座、连杆、套筒、销钉，连接螺栓等部件。其中螺栓连接件选用等级为10.9级的高强度螺栓；，其他加载工装设计时材料均采用调质40Cr，在初步设计完成后均要进行有限元强度较核，满足强度要求后方可确定；侧向加载力通过钢丝绳作用在上端框下部，根据标准选用公称抗拉强度为1770Mpa直径为20mm,6×37软芯结构。
3结束语
本测试方案已经成功用于文中压力容器的测试，并为容器设计改进提供了可靠的试验数据。结合方案设计以及后续试验中的一些问题，确定试验方案时，注意以下几方面：
3.1 拟用测试仪器全部在检定期内，超出检定期的仪器要在试验前及时检定；
3.2 根据加载幅值，合理选择测试和加载设备规模与型号，如油缸 压力传感器等，在工作中既不能超出使用量程，又不能采用大量程的设备，以免造成加载精度或采集数据精度不高的不良情况，要满足测量量程的要求；
3.3 设计试验工装和选择螺栓钢丝绳等连接部件时，应该拥有足够的强度裕量；并在确定连接件数量时，留有余量；
3.4 加载方案设计时，根据试件结构，通过多方案比较，确定优选方案，加载力计算确保准确可靠；
3.5 加载时，载荷缓慢上升，以免由于加载太快造成对设备的机械冲击或不能满足静力加载要求，同时各油缸协调动作，避免其中的某个载荷超出加载极限。
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注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
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