5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
本文介紹的云紋干涉系統(tǒng)已被遼河油田鉆采工藝研究院中心試驗(yàn)所采用,主要用于對井下工具實(shí)驗(yàn)裝置的套管應(yīng)力進(jìn)行檢測。
測試條件:有人體可感振動,有陽光照進(jìn)試驗(yàn)室,但不直射到測試部位及測試儀器上。
測試參數(shù):軸向壓力Pt=11.6t即113.7kN,材料彈性模量E=207GPa,剪切彈性模量G=80.2GPa,泊松比μ=0.29,由摩擦引起的軸向應(yīng)力σt<2MPa,故可略去不計(jì)。測試結(jié)果:圖2(a)為Pt作用下時獲得的沿水平方向的等位移線(經(jīng)全自動分塊二值化處理后),(b)為其細(xì)化圖;圖3(a)為由計(jì)算機(jī)對細(xì)化后云紋圖進(jìn)行全場自動掃描并按擬合方程作出的位移二維分布曲線;這里水平位移U=
式中:nx為水平位移云紋圖的條紋級次,fx為垂直位移方向虛光柵頻率,此處fx=2400線/毫米;圖3(b)為其應(yīng)變的二維分布曲線,水平應(yīng)變:
其水平方向即環(huán)向應(yīng)力二維分布曲線與圖3(b)相似;由于εy≈0,故
圖3是由計(jì)算機(jī)自動打印的。計(jì)算機(jī)在測試面積A=21.6×19.38=418.mm2,每種參量都給出931組數(shù)據(jù);作為例子,表1列出了其中31×5=155點(diǎn)應(yīng)力數(shù)據(jù)。
全部數(shù)據(jù)表明σmax=274.5MPa,發(fā)生在x=18.82mm,y=2.58mm處。材料流動極限σs=800MPa,故工作安全系數(shù)n=800/274.5=2.91,在允許范圍以內(nèi)。
這樣豐富的測試結(jié)果和形象描述,是電測法難于比擬的。
6 結(jié)束語
關(guān)于云紋干涉法儀器化問題,是國內(nèi)外最新發(fā)展趨勢之一。我們開發(fā)的智能云紋干涉儀是智能化、多功能、高靈敏度的全場位移應(yīng)變和應(yīng)力測試分析儀,它可對直徑100mm圓面積進(jìn)行兩維位移的實(shí)時觀測、全程記錄、瞬時凍結(jié)和局部放大,其靈敏度為(600~2400)線/mm。試驗(yàn)證明,它可以在模擬實(shí)驗(yàn)中準(zhǔn)確地找到井下工具的薄弱部位,并進(jìn)一步分析該部位的各種材料力學(xué)性能和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,及時發(fā)現(xiàn)工具的各種缺陷,如材料不均、內(nèi)部有裂紋等,從而避免在現(xiàn)場應(yīng)用時發(fā)生事故。
我們相信,隨著今后實(shí)驗(yàn)工作的不斷深入,我們將把它應(yīng)用到更廣闊的領(lǐng)域,如測試采油機(jī)械的殘余應(yīng)力、熱應(yīng)力、干涉應(yīng)力、斷裂參數(shù)等。
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