[发明专利]能够在辐射环境中进行试件拉伸松弛实验的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种应力松弛实验装置，尤其是一种能够在辐射环境中进行试件拉伸松弛实验的装置。

背景技术

核工业中，核装备长期处于高能射线辐射环境中，辐射和机械载荷耦合作用长期累积，使得各类材料力学性能逐渐发生不同程度的变化。尤其是，高分子聚合物(以下简称高聚物)的环境敏感性明显高于金属和陶瓷，长期辐射后力学性能显著下降，严重时失去弹性，产生永久变形，从而影响高聚物的各种性能，例如影响橡胶的密封性。因此，对高聚物在辐射环境中的力学性能演变的研究已成为保证核装备可靠性的重大需求，尤其是高聚物的拉伸应力松弛问题是非常重要的研究对象。

高聚物试件在辐射环境中的拉伸应力松弛实验需将辐射与拉伸加载相结合。现有的应力松弛实验装置都只适用在一般环境中，若把现有的应力松弛实验装置放置到辐射环境中，辐射可对应力松弛实验装置中的测量单元的电子器件造成严重的损害，导致其无法在辐射环境中进行实验。

因此，需要一种能够在辐射环境中进行试件拉伸松弛实验的装置。

发明内容

基于上述问题，本发明提供了一种能够在辐射环境中进行试件拉伸松弛实验的装置，其可以有效在辐射环境中进行试件拉伸松弛实验。

本发明提供了一种能够在辐射环境中进行试件拉伸松弛实验的装置，所述辐射环境由辐射源提供。所述拉伸松弛实验装置包括：设于所述密封腔内的拉伸单元，其包括能够分别夹持所述试件的两端的第一和第二夹具，以及能够通过所述第一和第二夹具来拉伸所述试件的拉伸器，其中所述第一夹具与所述拉伸器相连，而所述第二夹具通过弹性构件与拉伸器相连；测量单元，其包括设置在所述拉伸器上的光纤位移传感器和与所述光纤位移传感器相连并穿出所述密封腔的传输光纤。其中，在所述拉伸器通过所述第一和第二夹具拉伸所述试件后，所述弹性构件在所述拉伸器和第二夹具的作用下产生弹性变形，使得所述光纤位移传感器能够检测所述弹性构件的弹性变形量。

进一步地，所述拉伸器还包括：基座，所述第一夹具固定设在所述基座上；可平直滑动地设在所述基座上的滑块；以及能够拉动或推动所述滑块远离所述第一夹具的促动机构，其中所述第二夹具通过所述弹性构件与所述滑块相连。

进一步地，所述测量单元还包括设在所述弹性构件或试件上的反射面，所述光纤位移传感器为固定设在所述滑块上的反射式光纤位移传感器，以便向所述反射面投射入射光并接受反射光。

进一步地，所述反射面位于所述弹性构件上的靠近所述第二夹具的端部上。

进一步地，所述促动机构包括固定设置在所述基座上的具有内螺纹的套筒，以及与所述内螺纹配合的且用于促动所述滑块的螺纹杆。

进一步地，所述测量单元还包括设置在所述基座上的用于测量所述滑块相对于所述基座的移动位移的测量刻度。

进一步地，所述弹性构件为与所述试件相垂直的弹性片，所述弹性片的一个宽侧面朝向所述第一夹具。

进一步地，所述弹性片的刚度为所述试件的刚度的50-200倍。

进一步地，所述基座由弹性模量大于等于200Gpa的金属材料制成。

进一步地，所述试件为由高分子聚合物制成的条状体或圆柱体。

进一步地，所述装置还包括用于提高所述密封腔内的温度的加热器。

进一步地，所述装置还包括从所述密封腔外连接所述传输光纤中的光线输入光纤的光源，以及从所述密封腔外连接所述传输光纤中的信号输出光纤的且能获取所述弹性变形量的处理器。

本发明的能够在辐射环境中进行试件拉伸松弛实验的装置能够通过拉伸器促使第一和第二夹具彼此分离，并使试件在第一和第二夹具的作用下被拉伸，在试件被拉伸的过程中，位于第二夹具和拉伸器之间的弹性构件在第二夹具与拉伸器的作用下产生弹性变形，使得光纤位移传感器能够获取弹性构件的弹性变形量，从而通过传输光纤把关于弹性变形量的信息输出到密封腔外，以便能够基于弹性变形量来换算试件的应力的器件、例如包含CCD(电荷耦合元件)的处理器接收。由于测量单元的光纤位移传感器和传输光纤内没有电子器件，并且本身抗辐射能力较好，因此该装置可以准确、有效地检测弹性构件的弹性变形量，人们或处理器就通过传输光纤获取弹性构件的弹性变形量，并基于弹性构件的弹性变形量随时间的变化来获知试件的拉伸应力松弛曲线，即拉伸应力随时间变化的曲线。

根据本发明的能够在辐射环境中进行试件拉伸松弛实验的装置的结构简单，使用安全，便于实施推广应用。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：