1.本发明属于管道测试辅助装置技术领域，尤其涉及一种地下管道接头的力学性能试验装置及方法。
背景技术：2.地下管网是现代城市不可或缺的基础设施，城市生活污水、工业废水、大气降水、雪水径流和其他弃水的收集、输送和排放都需要排水管网，是保证城市功能整体正常运行的“地下生命线”。目前，我国市政排水管网常用的管材主要有金属管、混凝土管、陶土管、玻璃钢夹砂管和塑料管等，然而，由于前期管道铺设安装的不规范、长期使用造成的疲劳和外部环境(如流体荷载和交通荷载)等因素的综合影响，地下管网老化失修现象严重，渗漏、腐蚀、开裂、脱空等病害普遍存在，造成城市黑臭水体、道路塌陷等问题凸显。国内外研究发现，大部分管道失效事故是由管道接头诱发，可以说管道接头劣化是造成以上问题的主要原因之一，因此针对地下管道接头力学性能测试工作已刻不容缓，但现有技术中缺少针对地下管道接头在复杂荷载形势下的受力、变形、转动等力学特征的综合测试装置。
3.公开号为cn210347112u的专利提供了一种锅炉管道接头水压测试装置，包括圆台板、螺纹柱、滑块、丝杆和推板；所述圆台板中部垂直转动贯穿有螺纹柱，所述螺纹柱底部固定焊接有转盘，所述圆台板顶部设置有推板，所述推板底端中部固定嵌入有轴承，所述螺纹柱顶部外壁固定焊接于轴承内壁上，所述推板顶部固定粘接有橡胶层；所述圆台板中部左侧开设有限位槽。此装置所测试管道并非地下管道，且功能较单一，仅能测试管道水压，无法实现对管道的扭转、拉压、弯曲等力学性能的综合性测试。
4.因此，如何提供一种可对地下管道接头的扭转、拉压、弯曲等力学性能的综合性测试的试验装置是本技术领域人员亟待解决的问题。
技术实现要素：5.本发明的目的是提供一种地下管道接头的力学性能试验装置，以解决现有技术中试验装置无法对地下管道接头扭转、拉压、弯曲等力学性能进行综合性测试；另外本发明还提供了一种地下管道接头的力学性能试验方法。
6.为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：
7.第一方面，本发明提供了一种地下管道接头的力学性能试验装置，包括：工作台；所述工作台上安装有限位组件、施力组件和若干第一支撑件，所述限位组件与所述施力组件相对设置，且两者之间留有放置试验管道的空间；若干所述第一支撑件关于所述施力组件对称设置，用于水平弯曲测试时横向支撑试验管道；所述施力组件包括施力件和用于采集数据的复合传感器；拉压测试时，施力件向安装在所述空间上的试验管道施加外力，所述复合传感器采集对应的拉压数据；水平弯曲测试时，施力件向横向安装在若干所述第一支撑件上的试验管道施加外力，所述复合传感器采集对应的水平弯曲数据。
8.进一步的，所述限位组件包括用于产生扭矩的减速机、第一法兰、第一轴承支架和
用于固定试验管道另一端的第一固定件，所述减速机、第一法兰、第一轴承支架和第一固定件自外向内依次连接，所述第一固定件安装在所述第一轴承支架上。
9.进一步的，所述施力组件包括第二轴承支架和用于固定试验管道一端的第二固定件，所述第二固定件安装在所述第二轴承支架上，所述第二轴承支架还安装有所述复合传感器。
10.进一步的，所述施力组件还包括移动支撑板和第一导轨，所述移动支撑板活动安装在所述第一导轨上，所述第一导轨固定在所述工作台上，所述第一轴承支架固定在所述移动支撑板上。
11.进一步的，还包括固定在所述工作台上的第二导轨，所述第二导轨与所述第一导轨垂直设置，若干所述第一支撑件活动设置在所述第二导轨上。
12.进一步的，还包括若干平行固定在所述工作台上的第二支撑件，若干所述第二支撑件位于所述施力组件的两侧。
13.进一步的，所述施力组件还包括推动件和第二法兰，所述推动件穿过所述移动支撑板，并与所述第二轴承支架通过所述第二法兰连接。
14.进一步的，所述施力组件还包括限位块，所述限位块固定在所述第一导轨两端的所述工作台上。
15.进一步的，所述第一固定件和所述第二固定件上均设有缓冲件。
16.第二方面，本发明还提供了一种地下管道接头的力学性能试验方法，包括以下步骤：
17.s10、根据试验管道大小选择合适的第一固定件与第二固定件，将试验管道平稳吊装在限位组件与施力组件两者之间的所述第一固定件上；
18.s20、推动件推动所述施力组件的施力件向试验管道方向移动并向试验管道施加压力，再通过所述第二固定件进一步固定试验管道，启动减速机带动试验管道扭转，复合传感器采集数据实现试验管道扭转和拉压的测试；
19.s30、根据试验管道大小选择合适的第一支撑件和第二支撑件，将试验管道平稳吊装在所述第一支撑件与所述施力组件之间，并位于所述第二支撑件上；
20.s40、所述推动件推动所述施力组件的施力件向试验管道方向移动并向试验管道施加压力，所述复合传感器采集数据实现试验管道的水平弯曲测试。
21.本发明提供的地下管道接头的力学性能试验装置及方法与现有技术相比至少具有如下有益效果：
22.本发明结构简单、操作便捷，采用了高精度的复合传感器进行数据采集，可以精确实现多种工程量的检测，限位组件与施力组件配合实现试验管道的扭转与拉压测试，第一支撑件与施力组件配合实现试验管道的水平弯曲测试，整个装置集扭转、拉压、水平弯曲等力学性能的测试于一体，功能全面；施力组件、第一支撑件还可根据试验管道具体大小进行调整，可适应不同规格的地下管道接头，适应性强。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的图作一个简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术
人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本发明实施例提供的一种地下管道接头的力学性能试验装置的扭转、拉压测试时的立体图；
25.图2为本发明实施例提供的一种地下管道接头的力学性能试验装置的扭转、拉压测试时的侧视图；
26.图3为本发明实施例提供的一种地下管道接头的力学性能试验装置的扭转、拉压测试时的俯视图；
27.图4为本发明实施例提供的一种地下管道接头的力学性能试验装置的水平弯曲测试时的立体图；
28.图5为本发明实施例提供的一种地下管道接头的力学性能试验方法的流程图；
29.附图标记：10-工作台；101-限位组件；1011-减速机；1012-第一法兰；1013-第一轴承支架；1014-第一固定件；102-施力组件；1021-复合传感器；1022-第二轴承支架；1023-第二固定件；1024-移动支撑板；1025-第一导轨；1026-推动件；1027-第二法兰；1028-限位块；103-第一支撑件；104-第二导轨；105-第二支撑件；20-试验管道。
具体实施方式
30.除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本发明技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，例如，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。
31.本发明的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；本发明的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。本发明的说明书和权利要求书及上述附图说明中，当元件被称为“固定于”或“安装于”或“设置于”或“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接位于该另一个元件上。例如，当一个元件被称为“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接连接到该另一个元件上。
32.此外，在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
33.本发明提供了一种地下管道接头的力学性能试验装置，应用于测试地下管道接头的扭转、拉压、水平弯曲等力学性能，地下管道接头的力学性能试验装置包括：工作台；工作台上安装有限位组件、施力组件和若干第一支撑件，限位组件与施力组件相对设置，且两者之间留有放置试验管道的空间；若干第一支撑件关于施力组件对称设置，用于水平弯曲测试时横向支撑试验管道；施力组件包括施力件和用于采集数据的复合传感器；拉压测试时，施力件向安装在空间上的试验管道施加外力，复合传感器采集对应的拉压数据；水平弯曲测试时，施力件向横向安装在若干第一支撑件上的试验管道施加外力，复合传感器采集对应的水平弯曲数据。
34.本发明结构简单、操作便捷，采用了高精度的复合传感器进行数据采集，可以精确实现多种工程量的检测，限位组件与施力组件配合实现试验管道的扭转与拉压测试，第一支撑件与施力组件配合实现试验管道的水平弯曲测试，整个装置集扭转、拉压、水平弯曲等力学性能的测试于一体，功能全面；施力组件、第一支撑件还可根据试验管道具体大小进行调整，可适应不同规格的地下管道接头，适应性强。
35.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
36.本发明提供了一种地下管道接头的力学性能试验装置，应用于测试地下管道接头的扭转、拉压、水平弯曲等力学性能，本实施例中，结合图1至图4，所述地下管道接头的力学性能试验装置包括：十字型结构的工作台10，工作台10包括同一平面内垂直连接的横向支撑部和纵向支撑部，采用铸铁一次铸造成型，承重能力强；工作台10上安装有限位组件101、施力组件102和两个第一支撑件103，限位组件101与施力组件102相对设置在工作台10的纵向支撑部上，两者之间的空间用于放置试验管道20，限位组件101与施力组件102用于从两个管口处固定试验管道20，两个第一支撑件103关于施力组件102对称设置，用于水平弯曲测试时横向支撑试验管道20，第一支撑件103与施力组件102用于从管身处固定试验管道20，第一支撑件103为支辊，对试验管道20起侧边支撑和限位作用；限位组件101包括自外向内排列的减速机1011、第一法兰1012、第一轴承支架1013和第一固定件1014，减速机1011与第一轴承支架1013通过第一法兰1012连接，减速机1011用于为试验管道20的扭转提供扭矩，第一法兰1012起传动作用，第一固定件1014固定安装在第一轴承支架1013上，第一固定件1014用于固定试验管道20的一端，第一轴承支架1013用于支撑第一固定件1014及试验管道20，施力组件102包括第二轴承支架1022和第二固定件1023，第二固定件1023安装在第二轴承支架1022靠近第一固定件1014的一侧，第二固定件1023用于固定试验管道20的另一端，第二轴承支架1022用于支撑第二固定件1023及试验管道20，第一固定件1014和第二固定件1023为管夹，包括上下两个半管夹，通过螺钉固定锁紧试验管道20，第二轴承支架1022上还设有用于采集数据的复合传感器1021，复合传感器1021为综合性传感器，集高精度角度传感器、高精度位移传感器以及拉扭符合传感器等多种传感器于一体，可以实现负荷、位移、扭矩、角度等工程量的数据精确采集功能；拉压与扭转测试时，施力组件102的施力件向安装在空间上的试验管道20施加外力，复合传感器1021采集对应的拉压与扭转数据，水平弯曲测试时，施力组件102的施力件向横向安装在两个第一支撑件103上的试验管道20施加外力，复合传感器1021采集对应的水平弯曲数据。
37.在其他一些实施例中，第一固定件1014和第二固定件1023还可以是其他可支撑试验管道20的器件如支架等；第一支撑件103还可以是其他起隔挡作用的器件如挡板、挡杆等。
38.在其他一些实施例中，第一支撑件103的数量可以是大于两个的任意个数。
39.进一步的，本实施例中，如图1至图4，施力组件102还包括移动支撑板1024和第一导轨1025，移动支撑板1024活动安装在第一导轨1025上，第一导轨1025固定在工作台10上，第二轴承支架1022固定在移动支撑板1024上，移动支撑板1024带动第二轴承支架1022水平移动调整与限位组件101的间距，从而方便试验管道20的安装以及适应不同规格的试验管道20，提高试验装置的适应能力。
40.进一步的，本实施例中，如图1至图4，试验装置还包括固定在工作台20横向支撑部上的第二导轨104，第二导轨104与第一导轨1025垂直设置，两个第一支撑件103活动设置在第二导轨104上，方便试验管道20的安装以及适应不同规格的试验管道20，提高试验装置的适应能力。
41.进一步的，本实施例中，如图1至图4，试验装置还包括两个平行固定在工作台10横向支撑部上的第二支撑件105，两个第二支撑件105位于施力组件102的两侧，第二支撑件105为千斤顶，千斤顶可将试验管道20根据实际需要调整到合适的高度，用于进一步支撑和稳定试验管道20，保证试验管道20的测试效果。
42.在其他一些实施例中，第二支撑件105的数量还可以是大于两个的任意个数。
43.进一步的，本实施例中，如图1至图4，施力组件102还包括推动件1026和第二法兰1027，推动件1026穿过移动支撑板1024，并与第二轴承支架1022通过第二法兰1027连接，第二法兰1027起传动作用，推动件1026为可连接外部电机的电动推杆，方便移动支撑板1024的移动。
44.进一步的，本实施例中，施力组件102还包括限位块1028，限位块1028固定在第一导轨1025两端的工作台10上，用于限制移动支撑板1024移动的极限位置，保证移动过程中的安全性。
45.进一步的，本实施例中，第一固定件1014和第二固定件1023上均设有缓冲件，缓冲件为橡胶垫片，用于在试验管道20安装时起缓冲作用，同时可保护试验装置免受试验管道20的磕碰损伤，提高试验装置的安全性。
46.在其他一些实施例中，缓冲件还可以是其他起缓冲作用的材料如海绵、硅胶等。
47.上述实施例所述的地下管道接头的力学性能试验装置，结构简单、操作便捷，采用了高精度的复合传感器1021进行数据采集，可以精确实现多种工程量的检测，限位组件101与施力组件102配合实现试验管道20的扭转与拉压测试，第一支撑件103与施力组件102配合实现试验管道20的水平弯曲测试，整个装置集扭转、拉压、水平弯曲等力学性能的测试于一体，功能全面；施力组件102、第一支撑件103还可根据试验管道20具体大小进行调整，可适应不同规格的地下管道接头，适应性强。
48.本发明实施例还提供了一种地下管道接头的力学性能试验方法，包括以下步骤：
49.s10、根据试验管道20大小选择合适的第一固定件1014与第二固定件1023，将试验管道20平稳吊装在限位组件101与施力组件102两者之间的第一固定件上1014；
50.s20、推动件1026推动施力组件102的施力件向试验管道20方向移动并向试验管道20施加压力，再通过第二固定件1023进一步固定试验管道20，启动减速机1011带动试验管道20扭转，复合传感器1021采集数据实现试验管道20扭转和拉压的测试；
51.s30、根据试验管道20大小选择合适的第一支撑件103和第二支撑件105试验管道20平稳吊装在第一支撑件103与施力组件102之间，并位于第二支撑件105上；
52.s40、推动件1026推动施力组件102的施力件向试验管道20方向移动并向试验管道20施加压力，复合传感器1021采集数据实现试验管道20的水平弯曲测试。
53.上述实施例所述的地下管道接头的力学性能试验方法，过程简单，操作便捷，采用了高精度的复合传感器进行数据采集，可以精确实现多种工程量的检测，限位组件101与施力组件102配合实现试验管道20的扭转与拉压测试，第一支撑件103与施力组件102配合实
现试验管道20的水平弯曲测试，整个装置集扭转、拉压、水平弯曲等力学性能的测试于一体，功能全面；施力组件102、第一支撑件103还可根据试验管道20具体大小进行调整，可适应不同规格的地下管道接头，适应性强，工作效率高。
54.显然，以上所描述的实施例仅仅是本发明较佳实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本发明的较佳实施例，但并不限制本发明的专利范围。本发明可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明专利保护范围之内。
技术特征：1.一种地下管道接头的力学性能试验装置，其特征在于，包括：工作台；所述工作台上安装有限位组件、施力组件和若干第一支撑件，所述限位组件与所述施力组件相对设置，且两者之间留有放置试验管道的空间；若干所述第一支撑件关于所述施力组件对称设置，用于水平弯曲测试时横向支撑试验管道；所述施力组件包括施力件和用于采集数据的复合传感器；拉压测试时，施力件向安装在所述空间上的试验管道施加外力，所述复合传感器采集对应的拉压数据；水平弯曲测试时，施力件向横向安装在若干所述第一支撑件上的试验管道施加外力，所述复合传感器采集对应的水平弯曲数据。2.根据权利要求1所述的一种地下管道接头的力学性能试验装置，其特征在于，所述限位组件包括用于产生扭矩的减速机、第一法兰、第一轴承支架和用于固定试验管道另一端的第一固定件，所述减速机、第一法兰、第一轴承支架和第一固定件自外向内依次连接，所述第一固定件安装在所述第一轴承支架上。3.根据权利要求2所述的一种地下管道接头的力学性能试验装置，其特征在于，所述施力组件包括第二轴承支架和用于固定试验管道一端的第二固定件，所述第二固定件安装在所述第二轴承支架上，所述第二轴承支架还安装有所述复合传感器。4.根据权利要求3所述的一种地下管道接头的力学性能试验装置，其特征在于，所述施力组件还包括移动支撑板和第一导轨，所述移动支撑板活动安装在所述第一导轨上，所述第一导轨固定在所述工作台上，所述第一轴承支架固定在所述移动支撑板上。5.根据权利要求4所述的一种地下管道接头的力学性能试验装置，其特征在于，还包括固定在所述工作台上的第二导轨，所述第二导轨与所述第一导轨垂直设置，若干所述第一支撑件活动设置在所述第二导轨上。6.根据权利要求5所述的一种地下管道接头的力学性能试验装置，其特征在于，还包括若干平行固定在所述工作台上的第二支撑件，若干所述第二支撑件位于所述施力组件的两侧。7.根据权利要求6所述的一种地下管道接头的力学性能试验装置，其特征在于，所述施力组件还包括推动件和第二法兰，所述推动件穿过所述移动支撑板，并与所述第二轴承支架通过所述第二法兰连接。8.根据权利要求7所述的一种地下管道接头的力学性能试验装置，其特征在于，所述施力组件还包括限位块，所述限位块固定在所述第一导轨两端的所述工作台上。9.根据权利要求3所述的一种地下管道接头的力学性能试验装置，其特征在于，所述第一固定件和所述第二固定件上均设有缓冲件。10.一种地下管道接头的力学性能试验方法，其特征在于，包括以下步骤：s10、根据试验管道大小选择合适的第一固定件与第二固定件，将试验管道平稳吊装在限位组件与施力组件两者之间的所述第一固定件上；s20、推动件推动所述施力组件的施力件向试验管道方向移动并向试验管道施加压力，再通过所述第二固定件进一步固定试验管道，启动减速机带动试验管道扭转，复合传感器采集数据实现试验管道扭转和拉压的测试；s30、根据试验管道大小选择合适的第一支撑件和第二支撑件，将试验管道平稳吊装在
所述第一支撑件与所述施力组件之间，并位于所述第二支撑件上；s40、所述推动件推动所述施力组件的施力件向试验管道方向移动并向试验管道施加压力，所述复合传感器采集数据实现试验管道的水平弯曲测试。
技术总结本发明适用于管道测试辅助装置技术领域，涉及一种地下管道接头的力学性能试验装置及方法，包括：工作台；工作台上安装有限位组件、施力组件和若干第一支撑件，限位组件与施力组件相对设置，且两者之间留有放置试验管道的空间；若干第一支撑件关于施力组件对称设置，用于水平弯曲测试时横向支撑试验管道；施力组件包括施力件和用于采集数据的复合传感器；拉压测试时，施力件向安装在空间上的试验管道施加外力，复合传感器采集对应的拉压数据；水平弯曲测试时，施力件向横向安装在若干第一支撑件上的试验管道施加外力，复合传感器采集对应的水平弯曲数据。本发明可以实现不同规格的地下管道接头的扭转、拉压、弯曲的耦合测试。弯曲的耦合测试。弯曲的耦合测试。
技术研发人员：李斌 方宏远 谢永恩 赵鹏 杜学明 杜明瑞 于威 王印
受保护的技术使用者：郑州安源工程技术有限公司
技术研发日：2022.04.22
技术公布日：2022/7/5
