[發明專利]一種在介質環境中直接測量試樣應變的方法

有效

• 申請號: 201610058721.7
• 申請日: 2016-01-28
• 公開（公告）號: CN105674944B
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 鐘巍華;佟振峰;寧廣勝;魚濱濤
• 申請（專利權）人: 中國原子能科學研究院
• 主分類號: G01B21/32
• 分類號: G01B21/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及應變測量技術領域，特別涉及一種在介質環境中直接測量試樣應變的方法。

背景技術

核電站壓力容器、一回路主管道等反應堆關鍵部件長期工作在高溫高壓水介質及交變載荷的環境中可發生腐蝕疲勞失效，因此需要開展腐蝕疲勞試驗研究。腐蝕疲勞試驗要求樣品在腐蝕介質中開展應變控制疲勞試驗，需要實時測量試樣的應變。

但由于腐蝕介質具有高溫、高壓及腐蝕性，無法應用常規的引伸計來測量試樣的應變，因此試驗難度較大。目前常用的方法有：先在非介質環境下(如：室溫空氣下)試驗建立應變-試驗機位移的關系公式，然后通過間接的換算，將測得的位移換算成應變；測量試樣“實際測量部位”的應變，然后再通過在非介質環境下試驗建立的關系公式，將測量的值換算成“需要測量部位”的應變。

但間接方法都存在著較大的缺陷，因為：換算公式通常通過在非介質下的測試數據建立的，將公式應用在高溫、高壓或其他腐蝕性介質下時，由于材料自身狀態及應力狀態受到改變，因此會造成不小的計算誤差；疲勞變形機制復雜，在試樣的變形過程中不僅有彈性變形還有塑性變形，此外疲勞過程還存在循環硬化/軟化；因此不論是測得的位移值還是測得的“實際測量部位”的應變，均與“需要測量部位”應變無明確的一一對應關系。

鑒于上述缺陷，本發明創作者經過長時間的研究和實踐終于獲得了本發明。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種在介質環境中直接測量試樣應變的方法，用以克服上述技術缺陷。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案在于，提供一種在介質環境中直接測量試樣應變的方法，其包括：

步驟a，對樣品進行重新設計，在原樣品的基礎上，在需要測量部位兩端增加兩個凸臺；

步驟b，測量兩個所述凸臺之間的間距，并將所述樣品固定在牽引裝置上；

步驟c，將引導卡具的一端卡接固定在所述凸臺上，另一端固定剛性的引導桿，并使所述引導桿與所述樣品平行，將所述引導桿插入位移傳感器中，且插入部分在所述位移傳感器的測量范圍內；

步驟d，將所述樣品置于介質環境中，啟動所述牽引裝置對所述樣品進行牽引，記錄所述位移傳感器的測量值；

步驟e，計算所述樣品的應變絕對值，并根據所述樣品被拉伸或被壓縮，確定應變值為正值或負值。

較佳的，所述步驟a中，所述在需要測量部位的兩端增加凸臺，為對所述樣品進行加工時，直接在所述樣品需要測量部位的兩端加工出兩個所述凸臺。

較佳的，兩個所述凸臺與所述樣品是分體的。

較佳的，所述步驟b中，兩個所述凸臺之間的間距，為一個所述凸臺的內側端面與另一個所述凸臺的外側端面之間的距離。

較佳的，所述步驟c中，所述位移傳感器為LVDT位移傳感器。

較佳的，所述引導卡具、所述引導桿和所述位移傳感器均有兩個，分別對應兩個所述凸臺。

較佳的，所述步驟d中，所述位移傳感器的測量值，為一個所述位移傳感器在所述樣品被牽引前的讀數do₁、在所述樣品被牽引后的讀數do₂，以及另一個所述位移傳感器在所述樣品被牽引前的讀數dt₁、在所述樣品被牽引后的讀數dt₂。

較佳的，所述步驟e中，所述應變絕對值的計算公式為：

式中，s為所述樣品的應變絕對值，do₁、do₂分別為一個位移傳感器在樣品被牽引前、被牽引后的讀數；dt₁、dt₂分別為另一個位移傳感器在樣品被牽引前、被牽引后的讀數；l為兩所述凸臺之間的間距。

較佳的，所述步驟d中，在所述牽引裝置對所述樣品進行牽引前，將兩個所述位移傳感器的讀數校準為相同值，并分別記錄兩個所述位移傳感器在所述樣品被牽引后的讀數do、dt。

較佳的，所述步驟e中，所述應變絕對值的計算公式為：

式中，s為所述樣品的應變絕對值，do、dt分別為兩個位移傳感器在樣品被牽引后的讀數；l為兩所述凸臺之間的間距。

還提供一種試樣應變直接測量裝置，其包括:

一樣品，該樣品在需要測量部位兩端具有凸臺；

一引導件，一端卡接在所述凸臺上，另一端連接一測量件；

所述測量件，與所述引導件的一端連接并測量該端的位移值。

較佳的，所述引導件與測量件連接的一端與所述樣品的軸線平行。