能夠在輻射環(huán)境中進(jìn)行試件拉伸松弛實(shí)驗(yàn)的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)力松弛實(shí)驗(yàn)裝置，尤其是一種能夠在輻射環(huán)境中進(jìn)行試件拉伸松弛實(shí)驗(yàn)的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]核工業(yè)中，核裝備長(zhǎng)期處于高能射線輻射環(huán)境中，輻射和機(jī)械載荷耦合作用長(zhǎng)期累積，使得各類材料力學(xué)性能逐漸發(fā)生不同程度的變化。尤其是，高分子聚合物(以下簡(jiǎn)稱高聚物)的環(huán)境敏感性明顯高于金屬和陶瓷，長(zhǎng)期輻射后力學(xué)性能顯著下降，嚴(yán)重時(shí)失去彈性，產(chǎn)生永久變形，從而影響高聚物的各種性能，例如影響橡膠的密封性。因此，對(duì)高聚物在輻射環(huán)境中的力學(xué)性能演變的研究已成為保證核裝備可靠性的重大需求，尤其是高聚物的拉伸應(yīng)力松弛問題是非常重要的研究對(duì)象。
[0003]高聚物試件在輻射環(huán)境中的拉伸應(yīng)力松弛實(shí)驗(yàn)需將輻射與拉伸加載相結(jié)合。現(xiàn)有的應(yīng)力松弛實(shí)驗(yàn)裝置都只適用在一般環(huán)境中，若把現(xiàn)有的應(yīng)力松弛實(shí)驗(yàn)裝置放置到輻射環(huán)境中，輻射可對(duì)應(yīng)力松弛實(shí)驗(yàn)裝置中的測(cè)量單元的電子器件造成嚴(yán)重的損害，導(dǎo)致其無法在輻射環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
[0004]因此，需要一種能夠在輻射環(huán)境中進(jìn)行試件拉伸松弛實(shí)驗(yàn)的裝置。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]基于上述問題，本實(shí)用新型提供了一種能夠在輻射環(huán)境中進(jìn)行試件拉伸松弛實(shí)驗(yàn)的裝置，其可以有效在輻射環(huán)境中進(jìn)行試件拉伸松弛實(shí)驗(yàn)。
[0006]本實(shí)用新型提供了一種能夠在輻射環(huán)境中進(jìn)行試件拉伸松弛實(shí)驗(yàn)的裝置，所述輻射環(huán)境由輻射源提供。所述拉伸松弛實(shí)驗(yàn)裝置包括:設(shè)于所述密封腔內(nèi)的拉伸單元，其包括能夠分別夾持所述試件的兩端的第一和第二夾具，以及能夠通過所述第一和第二夾具來拉伸所述試件的拉伸器，其中所述第一夾具與所述拉伸器相連，而所述第二夾具通過彈性構(gòu)件與拉伸器相連;測(cè)量單元，其包括設(shè)置在所述拉伸器上的光纖位移傳感器和與所述光纖位移傳感器相連并穿出所述密封腔的傳輸光纖。其中，在所述拉伸器通過所述第一和第二夾具拉伸所述試件后，所述彈性構(gòu)件在所述拉伸器和第二夾具的作用下產(chǎn)生彈性變形，使得所述光纖位移傳感器能夠檢測(cè)所述彈性構(gòu)件的彈性變形量。
[0007]進(jìn)一步地，所述拉伸器還包括:基座，所述第一夾具固定設(shè)在所述基座上；可平直滑動(dòng)地設(shè)在所述基座上的滑塊；以及能夠拉動(dòng)或推動(dòng)所述滑塊遠(yuǎn)離所述第一夾具的促動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中所述第二夾具通過所述彈性構(gòu)件與所述滑塊相連。
[0008]進(jìn)一步地，所述測(cè)量單元還包括設(shè)在所述彈性構(gòu)件或試件上的反射面，所述光纖位移傳感器為固定設(shè)在所述滑塊上的反射式光纖位移傳感器，以便向所述反射面投射入射光并接受反射光。
[0009]進(jìn)一步地，所述反射面位于所述彈性構(gòu)件上的靠近所述第二夾具的端部上。
[0010]進(jìn)一步地，所述促動(dòng)機(jī)構(gòu)包括固定設(shè)置在所述基座上的具有內(nèi)螺紋的套筒，以及與所述內(nèi)螺紋配合的且用于促動(dòng)所述滑塊的螺紋桿。
[0011]進(jìn)一步地，所述測(cè)量單元還包括設(shè)置在所述基座上的用于測(cè)量所述滑塊相對(duì)于所述基座的移動(dòng)位移的測(cè)量刻度。
[0012]進(jìn)一步地，所述彈性構(gòu)件為與所述試件相垂直的彈性片，所述彈性片的一個(gè)寬側(cè)面朝向所述第一夾具。
[0013]進(jìn)一步地，所述彈性片的剛度為所述試件的剛度的50-200倍。
[OOM]進(jìn)一步地，所述基座由彈性模量大于等于200Gpa的金屬材料制成。
[0015]進(jìn)一步地，所述試件為由高分子聚合物制成的條狀體或圓柱體。
[0016]進(jìn)一步地，所述裝置還包括用于提高所述密封腔內(nèi)的溫度的加熱器。
[0017]進(jìn)一步地，所述裝置還包括從所述密封腔外連接所述傳輸光纖中的光線輸入光纖的光源，以及從所述密封腔外連接所述傳輸光纖中的信號(hào)輸出光纖的且能獲取所述彈性變形量的處理器。
[0018]本實(shí)用新型的能夠在輻射環(huán)境中進(jìn)行試件拉伸松弛實(shí)驗(yàn)的裝置能夠通過拉伸器促使第一和第二夾具彼此分離，并使試件在第一和第二夾具的作用下被拉伸，在試件被拉伸的過程中，位于第二夾具和拉伸器之間的彈性構(gòu)件在第二夾具與拉伸器的作用下產(chǎn)生彈性變形，使得光纖位移傳感器能夠獲取彈性構(gòu)件的彈性變形量，從而通過傳輸光纖把關(guān)于彈性變形量的信息輸出到密封腔外，以便能夠基于彈性變形量來換算試件的應(yīng)力的器件、例如包含CCD(電荷耦合元件)的處理器接收。由于測(cè)量單元的光纖位移傳感器和傳輸光纖內(nèi)沒有電子器件，并且本身抗輻射能力較好，因此該裝置可以準(zhǔn)確、有效地檢測(cè)彈性構(gòu)件的彈性變形量，人們或處理器就通過傳輸光纖獲取彈性構(gòu)件的彈性變形量，并基于彈性構(gòu)件的彈性變形量隨時(shí)間的變化來獲知試件的拉伸應(yīng)力松弛曲線，即拉伸應(yīng)力隨時(shí)間變化的曲線。
[0019]根據(jù)本實(shí)用新型的能夠在輻射環(huán)境中進(jìn)行試件拉伸松弛實(shí)驗(yàn)的裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用安全，便于實(shí)施推廣應(yīng)用。
【附圖說明】
[0020]在下文中將基于實(shí)施例并參考附圖來對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行更詳細(xì)的描述。其中:
[0021]圖1示意性顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的能夠在輻射環(huán)境中進(jìn)行試件拉伸松弛實(shí)驗(yàn)的裝置，同時(shí)也顯示了與其配合使用的密封腔。
[0022]在附圖中相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記。附圖并未按照實(shí)際的比例繪制。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳述說明。
[0024]圖1示意性顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的能夠在輻射環(huán)境中進(jìn)行試件拉伸松弛實(shí)驗(yàn)的裝置10，同時(shí)也顯示了與其配合使用的密封腔80a。輻射源能夠把輻射放射到密封腔80a內(nèi)，以使密封腔80a內(nèi)充滿輻射，從而為該裝置10提供所需的輻射環(huán)境。其中，輻射源可選為具有放射性的物質(zhì)。
[0025]根據(jù)本實(shí)用新型，該拉伸松弛實(shí)驗(yàn)裝置10包括設(shè)于密封腔80a內(nèi)的拉伸單元2。拉伸單元2包括能夠分別夾持試件50的兩端的第一夾具21和第二夾具22，以及能夠通過第一夾具21和第二夾具22來拉伸試件50的拉伸器23。其中第一夾具21與拉伸器23相連;在第二夾具22與拉伸器23之間設(shè)有彈性構(gòu)件24，以便第二夾具22通過彈性構(gòu)件24與拉伸器23相連。在拉伸器23通過第一夾具21和第二夾具22拉伸試件50的過程中，所述彈性構(gòu)件24在第二夾具22和拉伸器23的作用下可產(chǎn)生彈性拉伸或彈性彎曲。其中，所述的試件可選為細(xì)長(zhǎng)件、條狀體或圓柱體等，試件材料可選為高聚物(高分子聚合物)或樹脂材料等。所述的第一夾具和第二夾具22均為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的，在此不再詳述。
[0026]根據(jù)本實(shí)用新型，該拉伸松弛實(shí)驗(yàn)裝置10還包括測(cè)量單元3，測(cè)量單元3包括設(shè)置在拉伸器23上的光纖位移傳感器31和與光纖位移傳感器31相連并穿出密封腔80a的傳輸光纖32。其中光纖位移傳感器31優(yōu)選為反射式位移傳感器。傳輸光纖32包括用于把光源的光線穿入到光纖位移傳感器31的光線輸入光纖，以及用于把采集的彈性變形量的信息輸送到密封腔80a外的信號(hào)輸出光纖。
[0027]本實(shí)用新型的能夠在輻射環(huán)境中進(jìn)行試件拉伸松弛實(shí)驗(yàn)的裝置10能夠通過拉伸器23促使第一夾具21和第二夾具22彼此分離，并使試件50在第一和第二夾具21，22的作用下被拉伸。在試件50被拉伸的過程中，位于第二夾具22和拉伸器23之間的彈性構(gòu)件24在第二夾具22與拉伸器的作用下產(chǎn)生彈性變形，使得光纖位移傳感器31能夠獲取彈性構(gòu)件24的彈性變形量，從而通過傳輸光纖32把關(guān)于彈性變形量的信息輸出到密封腔80a外，以便外部的處理器、例如包含CCD(電荷耦合元件)的計(jì)算機(jī)接收，并基于彈性變形量來換算試件50的應(yīng)力。由于測(cè)量單元的光纖位移傳感器31和傳輸光纖32沒有電子器件，并且本身抗輻射能力較強(qiáng)，因此該裝置10可以準(zhǔn)確、有效地檢測(cè)彈性構(gòu)件24的彈性變形量，人們或處理器就可通過傳輸光纖32獲取彈性構(gòu)件24的彈性變形量，并基于彈性構(gòu)件24的彈性變形量隨時(shí)間的變化來獲知試件50的拉伸應(yīng)力松弛曲線。
[0028]在該實(shí)施例中，拉伸器23包括基座231?；?31可構(gòu)造成橫截面為矩形或多邊形的長(zhǎng)條狀，當(dāng)然其他形狀也可以。第一夾具21固定設(shè)在基座231上。第一夾具21優(yōu)選與基座231—體式制造，以保證兩者組合具有較高的強(qiáng)度。當(dāng)然第一夾具21與基座231也可采用常規(guī)固定方式(例如螺栓連接和卡接等)來固定?；?31可由彈性模量大于等于200Gpa的金屬材料制成。由于彈性模量大于等于200Gpa的金屬材料具有較強(qiáng)抗變形能力，因此選用這種材料制造的基座231可大幅度降低基座231對(duì)拉伸松弛實(shí)驗(yàn)的影響。
[0029]在該實(shí)施例中，拉伸器23還包括可平直滑動(dòng)地設(shè)在基座231上的滑塊232。為了實(shí)現(xiàn)滑塊232在基座231上的滑動(dòng)，在基座231與滑塊232之間可設(shè)有導(dǎo)軌，使得滑塊232可在基座231上順暢地滑動(dòng)。其中所述導(dǎo)軌可選為常規(guī)的導(dǎo)軌，例如機(jī)床上使用的導(dǎo)軌。此外，為了實(shí)現(xiàn)滑塊232在基座231上的滑動(dòng)，該滑塊232可由具有凹槽的兩個(gè)U形件和固定這兩部分的固定組件組成。基于附圖而言，一個(gè)U形件通過凹槽由上