一种蠕变应变直接测量装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111238391A(43)申请公布日2020.06.05(21)申请号202010240119.1(22)申请日2020.03.24(71)申请人中国特种设备检测研究院地址100029北京市朝阳区和平街西苑2号楼申请人华东理工大学(72)发明人庄法坤徒芸涂善东史进谈建平谢国山刘宝林宋策李志伟(51)Int.Cl.G01B11/16(2006.01)G01N3/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种蠕变应变直接测量装置(57)摘要本发明公开一种蠕变应变直接测量装置，所述装置包括：支撑架，用于放置试样；载荷发生器，与所述试样对应设置，用于对所述试样施加载荷，使所述试样变形；光纤传感器，与所述试样连接，用于检测所述试样变形的应变量。本发明通过直接安装于试样上的光纤传感器检测试样应变从而确定材料的蠕变性能，实现针对小试样蠕变应变进行直接测量，克服传统方法只能实现间接引出测量的缺陷。CN111238391ACN111238391A权利要求书1/1页1.一种蠕变应变直接测量装置，其特征在于，所述装置包括：支撑架，用于放置试样；载荷发生器，与所述试样对应设置，用于对所述试样施加载荷，使所述试样变形；光纤传感器，与所述试样连接，用于检测所述试样变形的应变量。2.根据权利要求1所述的蠕变应变直接测量装置，其特征在于，所述装置还包括：解调装置，与所述光纤传感器连接，用于对所述应变量进行解调处理；数据终端，与所述解调装置连接，用于对所述解调后的所述应变量进行存储及显示。3.根据权利要求2所述的蠕变应变直接测量装置，其特征在于，所述装置还包括：高温炉，用于放置试样、载荷发生器、光纤传感器和支撑架。4.根据权利要求1所述的蠕变应变直接测量装置，其特征在于，当所述试样为中心非对称型悬臂梁试样时，所述光纤传感器安装于悬臂梁试样顶部，与悬臂梁试样尺寸突变处的距离为1mm，所述光纤传感器的数量为1。5.根据权利要求1所述的蠕变应变直接测量装置，其特征在于，当所述试样为中心对称型小冲杆试样时，所述光纤传感器安装于小冲杆试样的底部，沿小冲杆试样中心线对称布置，间距与圆形冲球的直径相同，所述光纤传感器的数量为2。6.根据权利要求1所述的蠕变应变直接测量装置，其特征在于，当所述试样为三点弯试样时，所述光纤传感器安装于三点弯试样的底部，位于三点弯试样中心线处，所述光纤传感器的数量为1。7.根据权利要求1所述的蠕变应变直接测量装置，其特征在于，当所述试样为四点弯试样时，所述光纤传感器安装于四点弯试样的底部，位于四点弯试样中心线处，所述光纤传感器的数量为1。8.根据权利要求1所述的蠕变应变直接测量装置，其特征在于，当所述光纤传感器用于测量室温蠕变时，则采用环氧树脂或密封胶将所述光纤传感器和所述试样连接；当所述光纤传感器用于测量高温蠕变时，则采用点焊接头方式将所述光纤传感器和所述试样连接。2CN111238391A说明书1/4页一种蠕变应变直接测量装置技术领域[0001]本发明涉及测量技术领域，特别是涉及一种蠕变应变直接测量装置。背景技术[0002]随着能源资源的耗竭和节能减排的要求越来越高，在电力、化工和冶金等高能耗的过程工业领域中，设备的运行参数(温度、压力)不断提高，随着而来对设备材料的使用性能要求越来越高。即使是性能优越的材料，在高温、高压下长期服役，即使载荷不增加也会发生组织劣化，从而产生不可逆转的蠕变，再加上某些不可预知的外部载荷的影响，严重威胁着高温结构的完整性。因此，动态检测服役构件材料的蠕变性能，对于保证高温设备的安全和稳定运行具有重要意义。[0003]评价材料的蠕变性能，常用方法是取样进行标准试样的单轴蠕变试验，但是标准试样所需材料较多，会对原设备带来破坏，因此，为满足工程需要，小试样蠕变试验技术应运而生。小试样蠕变试验所需试样体积小，可以直接从服役构件上取样。当前，国内外小试样蠕变试验方法种类繁多，如小尺寸单轴试验、小冲杆试验、剪切冲压试验、压痕试验、三点弯试验、悬臂梁试验、固支直杆弯曲试验、圆环试验和双杆试验等。上述试验方法中，除了小尺寸单轴试验、压痕试验和双杆试验中试样的变形为单轴变形外，其余试验中试样变形均为弯曲变形。[0004]小试样方法评价材料的蠕变性能时，在试验过程中，受试样尺寸影响，一般采用间接方法测量，或者采用引伸测量方法，或者将载荷点移动的位移量作为试样的变形量，然后根据建立的模型公式反演材料的蠕变性能参数，进而评价材料的蠕变性能。小冲杆试验当前发展相对成熟，国内外均有相应的规范指导，在变形量的测量方面，规范规定需测量试样的变形量，其中欧盟规范CENCWA156272007金属材料小冲杆实验方法给出了试样变形测量的指导方法