能夠在輻射環境中進行試件拉伸松弛實驗的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種應力松弛實驗裝置，尤其是一種能夠在輻射環境中進行試件拉伸松弛實驗的裝置。
【背景技術】
[0002]核工業中，核裝備長期處于高能射線輻射環境中，輻射和機械載荷耦合作用長期累積，使得各類材料力學性能逐漸發生不同程度的變化。尤其是，高分子聚合物(以下簡稱高聚物)的環境敏感性明顯高于金屬和陶瓷，長期輻射后力學性能顯著下降，嚴重時失去彈性，產生永久變形，從而影響高聚物的各種性能，例如影響橡膠的密封性。因此，對高聚物在輻射環境中的力學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力松弛問題是非常重要的研究對象。
[0003]高聚物試件在輻射環境中的拉伸應力松弛實驗需將輻射與拉伸加載相結合。現有的應力松弛實驗裝置都只適用在一般環境中，若把現有的應力松弛實驗裝置放置到輻射環境中，輻射可對應力松弛實驗裝置中的測量單元的電子器件造成嚴重的損害，導致其無法在輻射環境中進行實驗。
[0004]因此，需要一種能夠在輻射環境中進行試件拉伸松弛實驗的裝置。
【實用新型內容】
[0005]基于上述問題，本實用新型提供了一種能夠在輻射環境中進行試件拉伸松弛實驗的裝置，其可以有效在輻射環境中進行試件拉伸松弛實驗。
[0006]本實用新型提供了一種能夠在輻射環境中進行試件拉伸松弛實驗的裝置，所述輻射環境由輻射源提供。所述拉伸松弛實驗裝置包括:設于所述密封腔內的拉伸單元，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件與拉伸器相連;測量單元，其包括設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，所述彈性構件在所述拉伸器和第二夾具的作用下產生彈性變形，使得所述光纖位移傳感器能夠檢測所述彈性構件的彈性變形量。
[0007]進一步地，所述拉伸器還包括:基座，所述第一夾具固定設在所述基座上；可平直滑動地設在所述基座上的滑塊；以及能夠拉動或推動所述滑塊遠離所述第一夾具的促動機構，其中所述第二夾具通過所述彈性構件與所述滑塊相連。
[0008]進一步地，所述測量單元還包括設在所述彈性構件或試件上的反射面，所述光纖位移傳感器為固定設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]進一步地，所述反射面位于所述彈性構件上的靠近所述第二夾具的端部上。
[0010]進一步地，所述促動機構包括固定設置在所述基座上的具有內螺紋的套筒，以及與所述內螺紋配合的且用于促動所述滑塊的螺紋桿。
[0011]進一步地，所述測量單元還包括設置在所述基座上的用于測量所述滑塊相對于所述基座的移動位移的測量刻度。
[0012]進一步地，所述彈性構件為與所述試件相垂直的彈性片，所述彈性片的一個寬側面朝向所述第一夾具。
[0013]進一步地，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]進一步地，所述裝置還包括用于提高所述密封腔內的溫度的加熱器。
[0017]進一步地，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輸出光纖的且能獲取所述彈性變形量的處理器。
[0018]本實用新型的能夠在輻射環境中進行試件拉伸松弛實驗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件在第二夾具與拉伸器的作用下產生彈性變形，使得光纖位移傳感器能夠獲取彈性構件的彈性變形量，從而通過傳輸光纖把關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力的器件、例如包含CCD(電荷耦合元件)的處理器接收。由于測量單元的光纖位移傳感器和傳輸光纖內沒有電子器件，并且本身抗輻射能力較好，因此該裝置可以準確、有效地檢測彈性構件的彈性變形量，人們或處理器就通過傳輸光纖獲取彈性構件的彈性變形量，并基于彈性構件的彈性變形量隨時間的變化來獲知試件的拉伸應力松弛曲線，即拉伸應力隨時間變化的曲線。
[0019]根據本實用新型的能夠在輻射環境中進行試件拉伸松弛實驗的裝置的結構簡單，使用安全，便于實施推廣應用。
【附圖說明】
[0020]在下文中將基于實施例并參考附圖來對本實用新型進行更詳細的描述。其中:
[0021]圖1示意性顯示了根據本實用新型的能夠在輻射環境中進行試件拉伸松弛實驗的裝置，同時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記。附圖并未按照實際的比例繪制。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖對本實用新型進行詳述說明。
[0024]圖1示意性顯示了根據本實用新型的能夠在輻射環境中進行試件拉伸松弛實驗的裝置10，同時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，以使密封腔80a內充滿輻射，從而為該裝置10提供所需的輻射環境。其中，輻射源可選為具有放射性的物質。
[0025]根據本實用新型，該拉伸松弛實驗裝置10包括設于密封腔80a內的拉伸單元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之間設有彈性構件24，以便第二夾具22通過彈性構件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，所述彈性構件24在第二夾具22和拉伸器23的作用下可產生彈性拉伸或彈性彎曲。其中，所述的試件可選為細長件、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均為本領域技術人員熟知的，在此不再詳述。
[0026]根據本實用新型，該拉伸松弛實驗裝置10還包括測量單元3，測量單元3包括設置在拉伸器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外的信號輸出光纖。
[0027]本實用新型的能夠在輻射環境中進行試件拉伸松弛實驗的裝置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之間的彈性構件24在第二夾具22與拉伸器的作用下產生彈性變形，使得光纖位移傳感器31能夠獲取彈性構件24的彈性變形量，從而通過傳輸光纖32把關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)的計算機接收，并基于彈性變形量來換算試件50的應力。由于測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，因此該裝置10可以準確、有效地檢測彈性構件24的彈性變形量，人們或處理器就可通過傳輸光纖32獲取彈性構件24的彈性變形量，并基于彈性構件24的彈性變形量隨時間的變化來獲知試件50的拉伸應力松弛曲線。
[0028]在該實施例中，拉伸器23包括基座231。基座231可構造成橫截面為矩形或多邊形的長條狀，當然其他形狀也可以。第一夾具21固定設在基座231上。第一夾具21優選與基座231—體式制造，以保證兩者組合具有較高的強度。當然第一夾具21與基座231也可采用常規固定方式(例如螺栓連接和卡接等)來固定。基座231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對拉伸松弛實驗的影響。
[0029]在該實施例中，拉伸器23還包括可平直滑動地設在基座231上的滑塊232。為了實現滑塊232在基座231上的滑動，在基座231與滑塊232之間可設有導軌，使得滑塊232可在基座231上順暢地滑動。其中所述導軌可選為常規的導軌，例如機床上使用的導軌。此外，為了實現滑塊232在基座231上的滑動，該滑塊232可由具有凹槽的兩個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U形件通過凹槽由上