本发明涉及管道支吊架,尤其涉及一种恒力弹簧吊架荷载性能评估的方法和系统。
背景技术:
1、当前对恒力弹簧吊架性能的评价主要依据《恒力弹簧支吊架》nb-t 47038和《管道支吊架第1部分:技术规范》gbt 17116.1-2018两项标准。这两项标准均对恒力弹簧吊架设定了明确的技术要求,主要包括荷载偏差度和恒定度两项关键指标。
2、荷载偏差度是指恒力弹簧吊架在标准荷载与实测荷载之间的差异程度,其中《恒力弹簧支吊架》nb-t 47038标准要求其不应大于5%;《管道支吊架第1部分:技术规范》gbt17116.1-2018标准要求其不应大于2%。具体计算方法为:式中:λ为恒力弹簧吊架的载荷偏差度;fb为弹簧吊架的标准荷载;fs为拔销时弹簧吊架的实测荷载。
3、恒定度则衡量了恒力弹簧吊架在不同位移位置下荷载的稳定性,两项标准均要求其不应大于6%,具体计算方式为:式中:为恒力吊架的载荷恒定度;fmax为恒力吊架向下位移时载荷的最大值;fmin为恒力吊架向上位移时载荷的最小值。
4、然而,这两项标准对恒力弹簧吊架性能的评价指标主要关注于新吊架出厂前的性能试验或标定试验,对于在役运行的恒力弹簧吊架的荷载性能评价存在不足和局限性。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题在于,提供一种吊架力学性能评估的方法和系统。
2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种恒力弹簧吊架荷载性能评估的方法恒力弹簧吊架装置包括至少一个恒力弹簧吊架、至少一个吊杆和管夹;一个吊杆包括一端与恒力弹簧吊架连接的第一部分,和一端与管夹一端连接的第二部分,第一部分的另一端与第二部分的另一端连接;
3、恒力弹簧吊架荷载性能评估的方法包括以下步骤:
4、s1:将吊杆的第二部分替换为拉力装置;在吊杆的第一部分安装应变测量装置;
5、s2:通过拉力装置操作恒力弹簧吊架拉伸到预设行程位置,从应变测量装置获取对应吊杆的拉行程和松行程的吊杆应变数据;
6、s3:根据拉行程和松行程的吊杆应变数据计算得到恒力弹簧吊架拉行程和恒力弹簧吊架的松行程的实际荷载,得到恒力弹簧吊架的位移-荷载曲线;
7、s4:根据恒力弹簧吊架的位移-荷载曲线,分析得到恒力弹簧吊架的摩擦因子和弹性因子;
8、s5:根据摩擦因子和弹性因子获取评估结果。
9、一种实施例中,应变装置采用全桥测量电路测量吊杆的实时应变。
10、一种实施例中,s2包括:
11、通过拉力装置操作,使恒力弹簧吊架完成刻度由0%—100%的拉行程及刻度由100%—0%的松行程,通过测量电路分别获取拉行程和松行程过程中的吊杆的实时应变数据。
12、一种实施例中,s3包括:根据拉行程状态下多个离散或连续的刻度位置的实时应变数据,通过第一预设公式,计算得到恒力弹簧吊架的拉行程状态下多个离散或连续的刻度位置的实际拉行程荷载。
13、根据松行程状态下多个离散或连续的刻度位置的实时应变数据,通过第一预设公式,计算得到恒力弹簧吊架的松行程状态下多个离散或连续的刻度位置的实际松行程荷载。
14、分别根据多个离散或连续的刻度位置的实际拉行程荷载和实际松行程荷载,得到拉行程位移-荷载曲线和松行程位移-荷载曲线。
15、一种实施例中,第一预设公式为:
16、f=m·a·ε;
17、其中,m是吊杆材料弹性模量;a是吊杆截面积;ε是实时应变数据;f为恒力弹簧吊架荷载。
18、一种实施例中,s4包括:根据第二预设公式对拉行程位移-荷载曲线和松行程位移-荷载曲线,计算得到吊架的摩擦因子和弹性因子,其中,第二预设公式为:
19、
20、其中,fx,α为吊架刻度α时拉行程实际荷载;fs,α为吊架刻度α时松行程实际荷载;为吊架刻度α时拉行程与松行程的荷载平均值;fb为吊架的设计荷载;λf为摩擦因子;λk为弹性因子。
21、一种实施例中,s5包括:
22、根据摩擦因子和弹性因子判断是否需要对吊架进行优化。
23、一种实施例中,根据摩擦因子和弹性因子判断是否需要对吊架进行优化包括:
24、判断摩擦因子是否超出预设摩擦因子阈值,若是,则输出第一调整信息;
25、判断弹性因子是否超出预设弹性因子阈值,若是,则输出第二调整信息。
26、一种实施例中,第一调整信息为用于提示用户对吊架进行润滑;第二调整信息用于提示用户对吊架的弹簧预压缩量进行调整或者更换吊架的弹簧。
27、一种实施例中,还提供一种恒力弹簧吊架荷载性能评估系统,所述恒力弹簧吊架荷载性能评估系统用于获取恒力弹簧吊架装置的吊架荷载性能及其分析结果;所述恒力弹簧吊架装置为管道辅件,用于承担管道重量,限制管道位移;所述恒力弹簧吊架荷载性能评估系统包括:吊架荷载测试系统和吊架荷载分析计算系统;所述恒力弹簧吊架荷载测试系统用于离线测试吊架荷载性能,通过拉力装置、全桥测量电路实现对恒力弹簧吊架全行程吊杆的实时应变数据进行采集;所述恒力弹簧吊架荷载分析计算系统对吊杆的实时应变数据进行计算,得到吊架的测试荷载值,并对吊架全行程荷载值的分析计算,得到吊架荷载性能及其分析结果。
28、实施本发明具有以下有益效果:从应变测量装置获取对应吊杆的拉行程和松行程的吊杆应变数据;根据拉行程和松行程的吊杆应变数据计算得到恒力弹簧吊架拉行程和恒力弹簧吊架的松行程的实际荷载,得到恒力弹簧吊架的位移-荷载曲线;根据恒力弹簧吊架的位移-荷载曲线,分析得到恒力弹簧吊架的摩擦因子和弹性因子;根据摩擦因子和弹性因子获取评估结果。基于对恒力弹簧吊架力学结构分析及其全行程荷载测试,提出影响恒力弹簧吊架荷载性能的摩擦因子及弹性因子两项指标,可用于评价引起恒力弹簧吊架荷载性能偏差的因素,并可指导恒力弹簧吊架荷载性能优化。
1.一种恒力弹簧吊架荷载性能评估的方法,其特征在于,恒力弹簧吊架装置包括至少一个恒力弹簧吊架、至少一个吊杆和管夹;一个吊杆包括一端与所述恒力弹簧吊架连接的第一部分,和一端与管夹一端连接的第二部分,所述第一部分的另一端与所述第二部分的另一端连接;
2.根据权利要求1所述的恒力弹簧吊架荷载性能评估的方法,其特征在于,所述应变装置采用全桥测量电路测量吊杆的实时应变。
3.根据权利要求2所述的恒力弹簧吊架荷载性能评估的方法,其特征在于,所述s2包括:
4.根据权利要求1所述的恒力弹簧吊架荷载性能评估的方法,其特征在于,所述s3包括:根据所述拉行程状态下多个离散或连续的刻度位置的实时应变数据,通过第一预设公式,计算得到所述恒力弹簧吊架的拉行程状态下多个离散或连续的刻度位置的实际拉行程荷载;
5.根据权利要求4所述的恒力弹簧吊架荷载性能评估的方法,其特征在于,所述第一预设公式为:
6.根据权利要求1所述的恒力弹簧吊架荷载性能评估的方法,其特征在于,
7.根据权利要求1所述的恒力弹簧吊架荷载性能评估的方法,其特征在于,所述s5包括:
8.根据权利要求7所述的恒力弹簧吊架荷载性能评估的方法,其特征在于,根据所述摩擦因子和所述弹性因子判断是否需要对所述恒力弹簧吊架进行优化包括:
9.根据权利要求5所述的恒力弹簧吊架荷载性能评估的方法,其特征在于,所述第一调整信息为用于提示用户对所述恒力弹簧吊架进行润滑;所述第二调整信息用于提示用户对所述恒力弹簧吊架的弹簧预压缩量进行调整或者更换所述恒力弹簧吊架的弹簧。
10.一种恒力弹簧吊架荷载性能评估系统,其特征在于,所述恒力弹簧吊架荷载性能评估系统用于获取恒力弹簧吊架装置的吊架荷载性能及其分析结果;所述恒力弹簧吊架装置为管道辅件,用于承担管道重量,限制管道位移;
