管道运输由于其实用性和经济性是很多清洁能源运输的首选,但是在常年的工作过程中受到外部环境影响,管道接口处很容易产生疲劳破坏导致能源的泄漏,管道泄漏不仅产生巨大损失而且还会造成环境的污染,为此本文研制了一种新型的管道弯曲振动试验装置对它进行疲劳测试。此装置利用新型多功能惯性激振器对管道试件的一阶振动进行外部加载,选择管道试件节点处进行柔性支撑,激振器在实验中可实时调节激振频率和激振力的大小。提出了准实时监测方法不仅适于苛刻的监测环境要求也解决了监测设备昂贵的问题,同时具有较高的检测精度。本文主要在以下几个方面进行试验研究。1)分析管道有害振动形式和成因,依据振动力学原理建立管道试件的力学模型,得出了管道振动参数的计算公式,并寻求一种对管道一阶振动模型施加外部载荷的方法,为实验提供理论依据。2)在求解管道振动时利用Ansys对管道进行模态分析,探求管道试件几何参数与振动参数的关系,计算出一阶振型的共振频率和节点位置,确定试验的激振功率,并依据振动参数和激振功率,完成新型多功能惯性激振器的结构设计和电机的选型。3)研究在节点处施加支撑的技术措施,建立柔性支撑以代替无支撑的理论模型,并分析了支撑结构力学性能的条件。4)利用管道试件空间振动的特殊性,对管道试件的任一断面进行拍摄来提取振幅和应力信息,研究出了一种利用CCD相机短时间断续曝光拍摄测量的准实时监测方法。5)绘制试验电器原理图,利用Visual Studio编写控制程序,上位机通过控制程序和运动控制卡对伺服电机和步进电机进行控制,完成激振过程中载荷与频率的精确加载。通过Matlab编写图像处理程序,对振幅和应力实现监测,通过传输装置将检测结果反馈上位机并据此来调节激振功率,实现试验的自动化。6)对设计的试验进行实际的运行,通过分析实验数据和运行过程中的问题来对我们的设计进行验证和修改,实现整个实验机的完整化。