一种在介质环境中直接测量试样应变的方法
【技术领域】
[0001 ]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】
[0002] 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。
[0003] 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。
[0004] 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。
[0005] 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】
[0006] 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。
[0007] 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：
[0008] 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；
[0009] 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；
[0010] 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；
[0011]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；
[0012] 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。
[0013] 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。
[0014] 较佳的，两个所述凸台与所述样品是分体的。
[0015] 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。
[0016] 较佳的，所述步骤c中，所述位移传感器为LVDT位移传感器。
[0017] 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。
[0018] 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d〇1、在所述样品被牵引后的读数d 〇2,以及另一个所述位移传感器在所 述样品被牵引前的读数dt 1、在所述样品被牵引后的读数dt2。
[0019] 较佳的，所述步骤e中，所述应变绝对值的计算公式为：
[0020]
[0021]式中，s为所述样品的应变绝对值，d〇1、d〇2分别为一个位移传感器在样品被牵引 前、被牵引后的读数;dt^dts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;1 为两所述凸台之间的间距。
[0022]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〇
[0023] 较佳的，所述步骤e中，所述应变绝对值的计算公式为：
[0024]
[0025]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;1为两所述凸台之间的间距。
[0026] 还提供一种试样应变直接测量装置，其包括：
[0027] -样品，该样品在需要测量部位两端具有凸台；
[0028] -引导件，一端卡接在所述凸台上，另一端连接一测量件；
[0029] 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。
[0030] 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。
[0031] 较佳的，所述测量件为位移传感器，所述引导件与所述测量件连接的一端插入所 述位移传感器。
[0032]较佳的，所述引导件包括：
[0033] -引导卡具，一端与所述凸台卡接，另一端与一引导杆固定连接；
[0034] 所述引导杆，一端与所述引导卡具固定连接，另一端插入所述位移传感器;所述引 导杆上与所述引导卡具固定连接的位置可变。
[0035]较佳的，所述引导杆为刚性杆。
[0036]较佳的，所述引导卡具具有一钻孔和一锁紧件，所述引导杆插入该钻孔中，所述锁 紧件锁紧所述引导杆。
[0037] 较佳的，所述凸台包括一上凸台和一下凸台；所述引导卡具、所述引导杆和所述位 移传感器的数量均为两个，分别与所述上凸台、所述下凸台对应。
[0038] 较佳的，所述引导卡具的夹持头的内侧面/所述凸台的外侧面具有两伸出端，所述 凸台的外侧面/所述夹持头的内侧面的对应位置具有两倾斜面。
[0039] 较佳的，所述夹持头的内侧面为矩形凹槽/锥形凸起，所述凸台的外侧面为锥形凸 起/矩形凹槽。
[0040] 较佳的，所述夹持头的内侧面为锥形凹槽/矩形凸起，所述凸台的外侧面为矩形凸 起/锥形凹槽。
[0041] 与现有技术比较本发明的有益效果在于:本发明提供一种在介质环境中直接测量 试样应变的方法，这样，（通过所述凸台）可以对需要测量部位进行直接测量，最后得到的形 变与需要测量部位的形变相同，不需要进行总结换算，这样就消除了间接测量的换算造成 的误差，提高了测量数据的准确度，与间接测量方法相比，该测量方法更直接、测量数据精 度高，对于试验结果对应变非常敏感的相关试验来说，该测量准确度的提高可以显著影响 相关试验的研究结论;选择一凸台的内侧端面与另一凸台的外侧端面之间的距离作为两个 所述凸台之间的间距，这样，可以减小误差，提高测量数据的准确度;这样，所述牵引装置对 所述样品施加力时，所述样品的需要测量部位仅产生伸长或压缩的正应力，而不会产生切 应力，避免了切应力对测量数据的干扰，减小了切应力造成的误差，提高了测量数据的准确 度;所述刚性的引导杆，使得引导杆的不易变形，可以减小引导杆在介质环境中形变造成的 误差，提高测量数据的准确度;其位移可以通过LVDT测量出来，这样就减小了误差，提高了 测量数据的准确度;若引导杆与样品不平行，则会造成测量结果不准确或引导杆触碰LVDT 内壁等情况，影响最终的测量结果;使所述引导杆插入所述LVDT位移传感器中的端部在所 述LVDT位移传感器的测量范围内，这样可以对引导杆的位移进行准确测量，防止超出测量 范围后不能对位移进行测量或对位移的测量数据出错。
【附图说明】
[0042] 图1为本发明试样应变直接测量装置的结构示意图；
[0043] 图2为本发明试样应变直接测量装置实施例四的结构示意图；
[0044] 图3为本发明试样应变直接测量装置实施例五的结构示意图；
[0045] 图4A为本发明试样应变直接测量装置卡具与凸台结合部的示意图一；
[0046] 图4B为本发明试样应变直接测量装置卡具与凸台结合