一种形状记忆合金管接头紧固压力测试装置及其测试方法，被接管内壁对称粘贴两个应变片，应变片与动态应变测试仪相连接，四根钢丝绳分别穿过加载块的凹槽和固定滑轮后，在其末端加载重物，通过改变加载重物的重量来实现对被接管外壁施加不同的压力pi；利用动态应变测试仪测试在不同压力作用下粘贴在被接管内壁的应变片所产生的应变εi，从而获得被接管外壁压力p与内壁应变ε之间的标定关系曲线。利用该标定关系，可方便地测试出形状记忆合金管接头在加热恢复过程中对被接管所产生的紧固压力。
1.一种形状记忆合金管接头紧固压力测试装置，它包括紧固压力标定装置和紧固压力实测装置；所述紧固压力标定装置包括应变片、被接管、弧形钢片、加载块、钢丝绳、滑轮、支撑架、加载重物、动态应变测试仪和计算机，其特征在于，所述被接管内壁对称贴有所述应变片；四个所述弧形钢片等高度、均匀地紧贴所述被接管外表面，相邻所述弧形钢片之间设有等距离间隙；所述弧形钢片与所述加载块通过焊接相连接，所述弧形钢片用于将所述加载块传递过来的力均匀地作用在所述被接管外表面上，并且控制所述被接管外表面所受压力的位置及其作用面积；所述加载块用于将所述加载重物转变成对所述弧形钢片的作用力，从而实现对所述被接管外表面施加一系列的已知压力；每个所述加载块上设有四个与其同中心轴的凹槽，所述加载块之间设有与所述弧形钢片间隙位置相对应的间隙；四根所述钢丝绳分别穿过所述加载块的凹槽，每根所述钢丝绳分别穿过一对所述滑轮后，在其末端连接所述加载重物，其中每对所述滑轮对称连接在所述支撑架的顶部；所述紧固压力实测装置包括被测形状记忆合金管接头，所述被测形状记忆合金管接头按工程装配要求套在所述被接管上，所述被接管内壁对称贴有所述应变片，所述应变片的粘贴方法与所述紧固压力标定装置中的粘贴方法完全相同。
2.如权利要求1所述的一种形状记忆合金管接头紧固压力测试装置，其特征在于，所述的加载块和支撑架均为四个。
3.如权利要求1所述的一种形状记忆合金管接头紧固压力测试装置，其特征在于，所述的应变片为两个，它们沿着被接管内壁圆周对均排布。
4.如权利要求1或3所述的一种形状记忆合金管接头紧固压力测试装置，其特征在于，所述的应变片通过导线连接动态应变测试仪，动态应变测试仪连接计算机。
5.采用如权利要求1所述的形状记忆合金管接头紧固压力测试装置的测试方法，其特征在于，所述的测试方法包括以下步骤：(1)被接管外壁压力p与内壁应变ε之间标定关系的建立
a)按照权利要求1所述紧固压力标定装置组装好标定装置；
c)测试在不同压力作用下被接管内壁的对应应变εi；
d)绘制被接管外壁压力p与内壁应变ε之间的标定关系曲线；
e)对曲线进行拟合，建立被接管外壁压力p与内壁应变ε之间的函数关系式p＝f(ε)；
a)将形状记忆合金管接头按工程装配要求套在被接管上；
b)按照权利要求1所述紧固压力实测装置组装好实测装置；
c)将形状记忆合金管接头管路连接件放入加热烘箱中升温；
d)测试升温过程中被接管内壁应变εc，并传输给计算机；
e)根据εc，由计算机利用p＝f(ε)的函数关系计算并显示出形状记忆合金管接头在升温恢复过程中产生的紧固压力。
一种形状记忆合金管接头紧固压力测试装置及其测试方法
技术领域
[0001] 本发明涉及形状记忆合金管接头紧固压力的测试，尤其涉及一种形状记忆合金管接头紧固压力的测试装置及其测试方法。
背景技术
[0002] 飞机液压、气动、燃油系统的传统连接方法主要为扩口连接方式，这是一种最广泛且成熟的连接形式。然而，这种连接方式质量重、结构复杂，特别是与重要承力结构连接时，对结构静强度和疲劳强度影响较大，工艺复杂，可靠性和安全性相对较差。目前，世界先进飞机制造国家已广泛采用形状记忆合金管接头无扩口连接方式，我国航空、航天、核电等领域也已开始采用形状记忆合金管接头无扩口连接方式。这种性能优越的管路连接方式，具有不易渗漏、重量轻、安装空间小等特点，用它代替目前广泛使用的扩口式连接，可明显增强飞机系统的可靠性和安全性。但如何直接测量形状记忆合金管接头的紧固压力至今尚未见到报道，目前主要通过“爆破力”和“拉脱力”等实验手段间接地、非定量化地估计形状记忆合金管接头的紧固压力。这种评价方式运行成本高、可靠性低、实用性不强。为准确评价形状记忆合金管接头无扩口连接方式的可靠性，工程应用领域迫切需要一种能直接测量形状记忆合金管接头紧固压力的装置和方法。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于提供了一种形状记忆合金管接头紧固压力的测试装置及其测试方法。它可简单方便地实现对形状记忆合金管接头管路连接件在加热恢复过程中产生的紧固压力的直接测量。
[0004] 本发明是这样来实现的：先通过紧固压力标定装置来建立被接管的外壁压力p与内壁应变ε之间的标定关系；然后利用该标定关系，通过紧固压力测试装置来测试形状记忆合金管接头在升温恢复过程中产生的紧固压力。
[0005] 紧固压力标定装置包括应变片、被接管、弧形钢片、加载块、钢丝绳、滑轮、支撑架、加载重物、动态应变测试仪和计算机，其特征在于，被接管内壁对称贴有应变片；四个弧形钢片等高度、均匀地紧贴被接管外表面，相邻弧形钢片之间设有等距离间隙；弧形钢片与加载块通过焊接相连接，弧形钢片用于将加载块传递过来的力均匀地作用在被接管外表面上，并且控制被接管外表面所受压力的位置及其作用面积；加载块用于将加载重物转变成对弧形钢片的作用力，从而实现对被接管外表面施加一系列的已知压力；每个加载块上设有四个与其同中心轴的凹槽，加载块之间设有与弧形钢片间隙位置相对应的间隙；四根钢丝绳分别穿过加载块的凹槽，每根钢丝绳分别穿过一对滑轮后，在其末端连接加载重物，其中每对滑轮对称连接在支撑架的顶部。
[0006] 紧固压力实测装置包括被接管、被测形状记忆合金管接头、应变片、动态应变测试仪和计算机，其特征在于，被接管内壁对称贴有应变片，应变片的粘贴方法与标定装置中的粘贴方法完全相同。
[0007] 采用所述的形状记忆合金管接头紧固压力测试装置的测试方法，其特征在于，所述的测试方法包括以下步骤：
[0008] (1)被接管外壁压力p与内壁应变ε之间标定关系的建立
[0009] a)按照所述紧固压力标定装置组装好标定装置；
[0010] b)利用标定装置对被接管施加一系列已知压力pi；
[0011] c)测试在不同压力作用下被接管内壁的对应应变εi；
[0012] d)绘制被接管外壁压力p与内壁应变ε之间的标定关系曲线；
[0013] e)对曲线进行拟合，建立被接管外壁压力p与内壁应变ε之间的函数关系式p＝f(ε)；
[0014] (2)形状记忆合金管接头紧固压力的测试
[0015] a)将形状记忆合金管接头按工程装配要求套在被接管上；
[0016] b)按照所述紧固压力实测装置组装好实测装置；
[0017] c)将形状记忆合金管接头管路连接件放入加热烘箱中升温；
[0018] d)测试升温过程中被接管内壁应变εc，并传输给计算机；
[0019] e)根据εc，由计算机利用p＝f(ε)的函数关系计算并显示出形状记忆合金管接头在升温恢复过程中产生的紧固压力。
[0020] 本发明的技术效果是：本发明测试装置小巧，操作方便，测试数据可靠直观，实现了对形状记忆合金管接头紧固压力的直接测量，解决了目前对其无法直接测量的难题。
附图说明
[0021] 图1是本发明紧固压力标定装置结构示意图。
[0022] 图2是图1中被接管、弧形钢片和加载块的结构俯视图。
[0023] 图3是图2中B-B的结构剖面图。
[0024] 图4是图2中A-A的结构剖面图。
[0025] 图5是标定装置中被接管外壁受已知压力p作用下内壁应变测试图。
[0026] 图6是被接管外壁压力p与内壁应变ε之间的标定关系曲线。
[0027] 图7是紧固压力实测装置示意图。
[0028] 在图中，1、被接管 2、弧形钢片 3、加载块 4、钢丝绳 5、加载重物 6、支撑架 7、滑轮 8、应变片 9、导线 10、动态应变测试仪 11、计算机 12、形状记忆合金管接头。
具体实施方式
[0029] 如图1、图2、图3、图4和图5所示，本发明涉及的紧固压力的标定关系建立是这样来实现的，它包括被接管1、弧形钢片2、加载块3、钢丝绳4、加载重物5、支撑架6、滑轮7和应变片8。被接管1内壁对称贴有应变片8；四个弧形钢片2等高度、均匀地紧贴于被接管1外周，相邻弧形钢片2之间设有等距离间隙；弧形钢片2的外周焊接加载块3，加载块用于将加载重物转变成对弧形钢片的作用力，从而实现对被接管外表面施加一系列的已知压力；每个加载块3上设有四个与其同中心轴的凹槽，加载块3之间设有与弧形钢片2间隙位置相对应的间隙；四根钢丝绳4分别穿过加载块的凹槽；每根钢丝绳4分别穿过一对滑轮7后，在其末端连接加载重物5；每对滑轮7对称连接在支撑架6的顶部。所述的支撑架6为四个；所述的应变片8为两个，它们沿着被接管1内壁等高度、均匀地排布；所述的应变片8通过导线9连接动态应变测试仪10。
[0030] 如图6所示，本发明涉及的紧固压力的实测是这样来实现的，它包括被接管1、被测形状记忆合金管接头12、应变片8、动态应变测试仪10和计算机11。被接管内壁对称贴有应变片8，应变片的粘贴方法与标定装置中的粘贴方法完全相同；动态应变测试仪10连接计算机11。
[0031] 1)按如图1、图2、图3和图4所示的设计加工制造出紧固压力标定装置，并组装好；
[0032] 2）将被接管安放在标定装置中，被接管内壁对称粘贴两个应变片，应变片与动态应变测试仪相连接（见附图5）；
[0033] 3）将四根钢丝绳分别穿过加载块的凹槽和固定滑轮后，在其末端加载重物（见附图1），通过改变加载重物的重量来实现对被接管外壁施加不同的压力pi；
[0034] 4）利用动态应变测试仪测试在不同压力作用下粘贴在被接管内壁的应变片所产生的应变εi；
[0035] 5）由（pi～εi）测试数据绘制被接管外壁压力p与内壁应变ε之间的标定关系曲线（见附图6），并对曲线进行拟合，获得被接管外壁压力p与内壁应变ε之间的函数关系式p＝f(ε)；
[0036] 6）将形状记忆合金管接头按工程装配要求套在被接管上，被接管内壁对称粘贴两个应变片，应变片与动态应变测试仪相连接，动态应变测试仪与计算机相连接（见附图7），应变片粘贴方式及其与动态应变测试仪连接方式均与附图5完全相同；
[0037] 7）将形状记忆合金管接头管路连接件放入加热烘箱中升温，升温过程中由动态应变测试仪实时测试出被接管内壁应变片所产生的应变εc并传输给计算机，由计算机根据p＝f(ε)函数关系计算并显示出形状记忆合金管接头在加热恢复过程中对被接管所产生的紧固压力。
[0038] 本发明的关键是建立被接管外壁压力p与内壁应变ε之间的标定关系，其采用的技术方案是：将被接管安放在压力施加装置中，如图1、图2和图4所示；被接管内壁对称粘贴两个应变片，应变片与动态应变测试仪相连接（见图5）；四根钢丝绳分别穿过加载块的凹槽和固定滑轮后，在其末端加载重物，通过改变加载重物的重量来实现对被接管外壁施加不同的压力pi；利用动态应变测试仪测试在不同压力作用下粘贴在被接管内壁的应变片所产生的应变εi，从而获得被接管外壁压力p与内壁应变ε之间的标定关系曲线（见附图6）。利用该标定关系，可方便地测试出形状记忆合金管接头在加热恢复过程中对被接管所产生的紧固压力（见图7）。
