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中科院“蠕变试验机液态氧控铅合金环境试验系统”项目通过验收

时间:2020-08-26    来源:中国科学院合肥物质科学研究院    作者:仪多多商城     
【导读】8月中旬,中国科学院仪器设备功能开发技术创新项目“蠕变试验机液态氧控铅合金环境试验系统”通过测试验收。

  蠕变是固体材料在保持应力不变的条件下,应变随时间延长而增加的现象。它与塑性变形不同,塑性变形通常在应力超过弹性极限之后才出现,而蠕变只要应力的作用时间相当长,它在应力小于弹性极限施加的力时也能出现。

  许多材料(如金属、塑料、岩石和冰)在一定条件下都表现出蠕变的性质。由于蠕变,材料在某瞬时的应力状态,一般不仅与该瞬时的变形有关,而且与该瞬时以前的变形过程有关。许多工程问题都涉及蠕变。在维持恒定变形的材料中,应力会随时间的增长而减小,这种现象为应力松弛,它可理解为一种广义的蠕变。

  8月中旬,中国科学院仪器设备功能开发技术创新项目“蠕变试验机液态氧控铅合金环境试验系统”通过测试验收。该项目组成员攻坚克难,掌握了液态铅合金氧测控、试样应变测量等材料蠕变性能测试所需的核心技术,铅合金氧浓度测控范围为10-9-10-3wt%,可实现最高温度600℃液态铅合金氧浓度的精确可调可控。

  铅基反应堆是具有重要发展前景的先进核能系统,基于铅基堆技术的小型铅基反应堆核电源“核电宝”,具有安全、经济、续航强等优点,有望实现小型高功率能源技术的革命,可广泛应用于多种环境,如为海岛和海洋平台提供电力和淡化海水、船舶提供电力,极地或偏远地区提供独立分布式供电,工业园区热电联供等等,能够为我国核科学技术事业进步和国民经济发展做出重要贡献。

  蠕变试验机主要用于金属、非金属材料的拉伸、压缩持久、蠕变、松弛试验以及低周疲劳和蠕变疲劳试验,试验方法满足GB/T2039-1997《金属拉伸蠕变机持久试验方法》、HB5151-1996《金属高温拉伸蠕变试验方法》、HB5150-1996《金属高温拉伸持久试验方法》及JJG276-88《高温蠕变、持久强度试验机》的相关规定。

  蠕变持久试验机,按结构和原理分机械式、电子式两种,机械式为传统的产品;电子式是开发的新产品。由于电子式蠕变持久试验机与机械式相比具有独特的优点,市场需求量急增,尤其是蠕变性能试验的场合。电子式蠕变持久试验机具有如下特点:

  1、不仅进行蠕变持久试验,还能进行应力松弛试验及低周蠕变循环试验;

  2、无冲击自动施加或卸除试验力;

  3、以多步骤方式控制恒试验力、恒变形、匀试验力速率、匀变形速率,其控制功能符合GB/T228标准,能够进行金属材料短时高温拉伸或室温拉伸试验。虽然电子式试验机具有上述优点,但电子式试验机测力系统的温度漂移和标

  定值漂移是无法彻底消除的。所以电子式试验机适合于较短时间试验,长时间试验建议使用机械式试验机。

  机械式蠕变持久试验机主要由主机、高温炉及温控系统、测变形系统、计算机系统等部分组成。试验机可单控或群控。

  主机:上横梁与台面用两根立柱相连,构成门式高刚度框架,台面中央装有滚珠丝杠副。伺服电机的转动经减速机,带动丝杠旋转。下拉杆上装有行程开关,用于保护下夹头的极限位置;伺服电机上的光电编码器用于下夹头位置检测及试验速度的反馈。速度控制采用了进口全数字交流伺服系统,通过高精度反馈构成全闭环控制,不仅调速范围宽,且响应速度快而定位时间短。

  下拉杆与测力传感器联接、上拉杆与衡量联接均用球形支座,而且两球座间距大转动自如,有效地保证夹头间同轴度。

  高温炉及控温系统

  a、高温炉有对开式和圆筒式两种结构。对开式高温炉配有转动式支架,装卸试样方便;圆筒式高温炉配有电动升降结构,对中性好,装卸试样也方便。

  高温炉采用较新型HREφ1.5mm(或φ5mm)粗炉丝,低电压100V(或24V)供电。因此,电炉寿命长,绝缘要求低。

  b、控制仪是智能型调节仪,性能可靠,操作简单,精度高。选用了可控硅移相式过零控制电路,防止升温过冲不超过3℃,并且温度波动小。

  测量控制系统

  考虑测力传感器本身蠕变,选择了二倍于最大试验力的传感器。测控系统与电子式万能试验机基本相同。




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