[发明专利]一种在介质环境中直接测量试样应变的方法

说明书

技术领域

本发明涉及应变测量技术领域，特别涉及一种在介质环境中直接测量试样应变的方法。

背景技术

核电站压力容器、一回路主管道等反应堆关键部件长期工作在高温高压水介质及交变载荷的环境中可发生腐蚀疲劳失效，因此需要开展腐蚀疲劳试验研究。腐蚀疲劳试验要求样品在腐蚀介质中开展应变控制疲劳试验，需要实时测量试样的应变。

但由于腐蚀介质具有高温、高压及腐蚀性，无法应用常规的引伸计来测量试样的应变，因此试验难度较大。目前常用的方法有：先在非介质环境下(如：室温空气下)试验建立应变-试验机位移的关系公式，然后通过间接的换算，将测得的位移换算成应变；测量试样“实际测量部位”的应变，然后再通过在非介质环境下试验建立的关系公式，将测量的值换算成“需要测量部位”的应变。

但间接方法都存在着较大的缺陷，因为：换算公式通常通过在非介质下的测试数据建立的，将公式应用在高温、高压或其他腐蚀性介质下时，由于材料自身状态及应力状态受到改变，因此会造成不小的计算误差；疲劳变形机制复杂，在试样的变形过程中不仅有弹性变形还有塑性变形，此外疲劳过程还存在循环硬化/软化；因此不论是测得的位移值还是测得的“实际测量部位”的应变，均与“需要测量部位”应变无明确的一一对应关系。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种在介质环境中直接测量试样应变的方法，用以克服上述技术缺陷。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案在于，提供一种在介质环境中直接测量试样应变的方法，其包括：

步骤a，对样品进行重新设计，在原样品的基础上，在需要测量部位两端增加两个凸台；

步骤b，测量两个所述凸台之间的间距，并将所述样品固定在牵引装置上；

步骤c，将引导卡具的一端卡接固定在所述凸台上，另一端固定刚性的引导杆，并使所述引导杆与所述样品平行，将所述引导杆插入位移传感器中，且插入部分在所述位移传感器的测量范围内；

步骤d，将所述样品置于介质环境中，启动所述牵引装置对所述样品进行牵引，记录所述位移传感器的测量值；

步骤e，计算所述样品的应变绝对值，并根据所述样品被拉伸或被压缩，确定应变值为正值或负值。

较佳的，所述步骤a中，所述在需要测量部位的两端增加凸台，为对所述样品进行加工时，直接在所述样品需要测量部位的两端加工出两个所述凸台。

较佳的，两个所述凸台与所述样品是分体的。

较佳的，所述步骤b中，两个所述凸台之间的间距，为一个所述凸台的内侧端面与另一个所述凸台的外侧端面之间的距离。

较佳的，所述步骤c中，所述位移传感器为LVDT位移传感器。

较佳的，所述引导卡具、所述引导杆和所述位移传感器均有两个，分别对应两个所述凸台。

较佳的，所述步骤d中，所述位移传感器的测量值，为一个所述位移传感器在所述样品被牵引前的读数do₁、在所述样品被牵引后的读数do₂，以及另一个所述位移传感器在所述样品被牵引前的读数dt₁、在所述样品被牵引后的读数dt₂。

较佳的，所述步骤e中，所述应变绝对值的计算公式为：

式中，s为所述样品的应变绝对值，do₁、do₂分别为一个位移传感器在样品被牵引前、被牵引后的读数；dt₁、dt₂分别为另一个位移传感器在样品被牵引前、被牵引后的读数；l为两所述凸台之间的间距。

较佳的，所述步骤d中，在所述牵引装置对所述样品进行牵引前，将两个所述位移传感器的读数校准为相同值，并分别记录两个所述位移传感器在所述样品被牵引后的读数do、dt。

较佳的，所述步骤e中，所述应变绝对值的计算公式为：

式中，s为所述样品的应变绝对值，do、dt分别为两个位移传感器在样品被牵引后的读数；l为两所述凸台之间的间距。

还提供一种试样应变直接测量装置，其包括:

一样品，该样品在需要测量部位两端具有凸台；

一引导件，一端卡接在所述凸台上，另一端连接一测量件；

所述测量件，与所述引导件的一端连接并测量该端的位移值。

较佳的，所述引导件与测量件连接的一端与所述样品的轴线平行。