[发明专利]一种原位中子衍射应力及织构复合测试方法

权利要求书

1.一种原位中子衍射应力及织构复合测试方法，其特征在于，原位中子衍射应力及织构复合测试的实验装置包括原位环境加载装置(3)、三维坐标调节旋转台(25)、第一全站仪(28)和第二全站仪(37)，其中原位环境加载装置(3)通过底板(1)上的定位销孔(2)与三维坐标调节旋转台(25)的XY台面(18)相连，三维坐标调节旋转台(25)、第一全站仪(28)和第二全站仪(37)三者按照三角位置关系布局，测试方法包括以下步骤：

a.全站仪定位

通过全站仪支撑台(30)调节各全站仪至水平，利用升降杆(29)调节全站仪高度，使通过第一全站仪(28)和第二全站仪(37)观察到的中子束高度标识(27)均位于视场中央焦点(40)处，通过全站仪水平旋转，使XY台面中心标识(36)同时位于两全站仪视场竖直基准线(39)上，随后调节两全站仪仰角至零；

b.样品准备

待测试件(12)两端通过试件夹具(11)夹持并安装在原位环境加载装置(3)上；

c.样品定位

通过倾斜旋转导轨(4)调节试件(12)倾斜角至零，调整三维坐标调节旋转台(25)高度，使通过第一全站仪(28)观察到的试件(12)与水平基准线(38)重合，随后调节试件(12)倾斜角至90°，通过改变XY台面(18)的X、Y坐标，使试件(12)同时在两全站仪的视野中与竖直基准线(39)重合；

d.衍射角走位

根据试件(12)待测晶面的选取，调节入射中子束(34)与衍射中子束(35)夹角至指定布拉格衍射角(41)，通过三维坐标调节旋转台(25)绕自转轴(26)的旋转，使试件自转轴(9)位于衍射角补角的平分面上；

e.原位环境条件加载

试件(12)力学加载由力加载电机(6)通过驱动丝杠(7)带动试件夹具(11)产生平移实现，试件(12)工程应力由拉压传感器(8)实时测量，试件(12)工程应变由视频引伸计(14)读取，试件(12)由感应加热线圈(13)加热，并通过热电偶(33)进行接触式测温，试件(12)的倾斜及自转运动由交流伺服电机控制并计算出相应角度；

f.中子衍射谱采集

根据实验需求指定测试环境条件，并判断经步骤e所实现原位条件是否满足测试要求，如满足则由中子衍射应力分析谱仪采集并保存中子衍射谱，随后选择改变条件继续测试或结束实验，否则重复步骤e和f直至实验结束，在进行原位中子应力测量时，试件(12)的倾斜角、自转角和温度固定，在不同工程应力或工程应变量下采集中子衍射谱；在进行原位中子织构测量时，固定试件(12)的工程应力、工程应变和温度，以倾斜角和自转角为变量采集中子衍射谱。

2.根据权利要求1所述的原位中子衍射应力及织构复合测试方法，其特征在于，在步骤d中，将试件自转轴(9)安放在衍射角补角平分面内，可使衍射矢量(42)在试件(12)0°～90°倾斜及360°自转运动中遍历整个样品空间，从而实现完整织构极图测量和试件任意方向应力测试。

3.根据权利要求1所述的原位中子衍射应力及织构复合测试方法，其特征在于，步骤e中所使用感应加热线圈(13)采用对称双线圈串联正接法连接，保证试件(12)中部测量区域中子光路无遮挡。