CN114778323A - 一维行程扩展辐照松弛全自动检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一维行程扩展辐照松弛全自动检测装置及方法属于辐照松弛特性测量领域；所述装置包括导轨组件、水平直线运动滑块和多功能装置，在隔振台架上固装导轨组件，水平直线运动滑块可往复移动地配装在导轨组件上；在水平直线运动滑块上安装辐照松弛组件，在辐照松弛组件的内部安装辐照松弛样品，在隔振台架上依次固装多功能装置和压力测量***，多功能装置和压力测量***位于辐照松弛组件的上方；通过辐照松弛组件依次分别同多功能装置和压力测量***的配合完成检测；解决了辐照松弛特性全自动、高精度测量问题。
Description
技术领域
本发明属于辐照松弛特性测量技术领域，具体涉及一种行程扩展的辐照松弛全自动检测装置及方法。
背景技术
在核工业等领域中，核安全问题一直是国内外社会关注的焦点，其影响着人们的生命财产安全、环境的可持续发展以及经济的稳定运行。其中，结构件在服役过程中往往会由于在高温和辐射条件下发生蠕变，导致材料内应力降低，这种现象称为辐照松弛。辐照松弛现象会导致结构件失效。为了避免这一问题，需要掌握材料的辐照松弛特性规律并选择性能合适的材料制作结构件。因此对结构件材料的松弛特性的测量与研究就变得格外重要。
目前，关于结构件的应力、刚度等性能的研究理论计算相对较多，但对结构件受辐照后松弛特性的试验测量及分析却很少，因此开展结构件受辐照后松弛特性测量工作具有极其重要的意义。
张世权提出了一种单一弹簧片辐照松弛特性的测量方法和四种格架夹持力松弛情况的测量方法(张世权.PWR燃料组件定位格架夹持力辐照松弛的研究[J].核动力工程,1987(01):17-23.)。单一弹簧片的辐照松弛测量采用三层平板组成的夹具结构，使弹簧片尽可能符合真实的工作条件。夹具三层平板分别为上板、中板和下板，中板具有长槽，其槽宽与格架栅元尺寸相应；弹簧片夹在中板和下板之间，弹簧波峰从中板槽中突出；弹簧压下量通过在中板与上板之间的不同厚度的垫片调节；三块平板用螺栓固定；从而模拟了其真实受力状态及边界条件。经过一系列操作步骤后，根据冷态与辐射态的弹簧力计算得到弹簧松弛量。文献中对格架夹持力松弛情况的测量采用了小格架堆内辐照、燃料棒移动力和滑动力的测量、格架栅元摩擦力测量和栅元几何尺寸测量法四种方法。综上，该文献提出的技术方案具有以下特点：(1)对格架夹持力松弛情况的四种测量方法均是针对格架整体结构进行的松弛特性测量，均无法实现对无特定结构特性的材料本身的松弛特性的测量；(2)通过测量绘出不同状态下的弹簧载荷-位移曲线得到弹簧力进而计算出弹簧松弛量，这种方法易产生较大误差。(3)弹簧压下量通过在中板与上板之间的不同厚度的垫片调节，调节过程短促，存在突变，易造成弹簧片样品及测量装置的损坏等。该技术方案难以实现辐照松弛特性全自动、高精度测量效果。
Kenfield T.A.等提出了一种辐照松弛特性测量方法并设计了一种测量装置(Kenfield T.A., Busboom H.J.,Appleby W.K..In-reactor stress relaxation inbending of 20％cold-worked 316 stainless steel[J].North-Holland,1977,65.)。装置内设置多个两点支撑两点下压结构，使辐照松弛样品形成梁的弯曲模型，利用梁的弯曲理论和梁的挠度计算应力，进而计算并比较不同辐照状态下的松弛情况。该技术方案测量精度有限，空间受限，无法使用外部更精密的装置对辐照松弛样品进行测量，难以实现辐照松弛特性全自动、高精度测量效果。
材料的松弛特性测量，关键之一是材料内应力的测量。内应力测量过程中需要对材料样品的受力及因此产生的形变或位移进行高精度测量。这其中涵盖了力测量装置对材料样品施加力与此时装置推动压头移动走过的行程之间关系的测量。为了得到更精确的关系描述，期望得到在相同的施力条件下更长的行程。此过程难以全自动实现，也导致目前尚无全自动、高精度辐照松弛特性测量解决方案。
综上，现有研究难以实现辐照松弛特性全自动、高精度测量。因此，亟需提出一种全自动、高精度的辐照松弛测量装置及方法，以满足我国在材料辐照松弛特性精密测量领域的需求。
发明内容
本发明的目的就是针对上述现有技术中存在的问题，提出一维行程扩展辐照松弛全自动检测装置及方法，实现辐照松弛特性的全自动、高精度测量。
本发明的目的是这样实现的：
一维行程扩展辐照松弛全自动检测装置，包括导轨组件、水平直线运动滑块和多功能装置，在隔振台架上固装导轨组件，水平直线运动滑块可往复移动地配装在导轨组件上；所述隔振台架由高平面度平台板、高强度支架和高性能隔振器装配构成，在所述高强度支架上端部上支撑安装高性能隔振器，在所述高性能隔振器上端部上安装高平面度平台板；在所述水平直线运动滑块上安装辐照松弛组件，在所述辐照松弛组件的内部安装辐照松弛样品，在所述隔振台架上依次固装多功能装置和压力测量***，所述多功能装置和压力测量***位于辐照松弛组件的上方。
一维行程扩展辐照松弛全自动检测方法，步骤是：
步骤1、将辐照松弛组件固装在水平直线运动滑块上，在导轨组件上由水平直线运动滑块带动辐照松弛组件一并运动至多功能装置处，由多功能装置对辐照松弛组件进行拆卸，使辐照松弛样品暴露出来；
步骤2、在导轨组件上由水平直线运动滑块带动没有盒盖的辐照松弛组件一并运动至压力测量***处，按下述方法对辐照松弛组件内的辐照松弛样品松弛情况进行测量：
A、精密直线运动滑轨带动压力测量机构下降，精密压头逐渐接近辐照松弛样品，此时精密拉力弹簧因吊挂垂直直线运动滑块产生的伸长量固定，在此过程中分析压力测量机构中的精密压头位移、受力和精密拉力弹簧拉伸情况；
B、精密直线运动滑轨带动压力测量机构继续下降，精密压头与辐照松弛样品发生虚接触，样品即将由两点支撑两点下压状态变为两点支撑四点下压状态，精密拉力弹簧即将回缩，伸长量即将变小，在此过程中分析精密压头位移、受力和精密拉力弹簧拉伸情况；
C、精密直线运动滑轨带动压力测量机构继续下降，当精密压头对辐照松弛样品产生下压，使辐照松弛样品处于两点支撑四点下压状态时，分析精密压头位移、受力和精密拉力弹簧拉伸情况；
D、精密直线运动滑轨带动压力测量机构继续下降，在保证辐照松弛样品的最大内应力不超过其屈服强度时停止压力测量机构的下降，在此过程中辐照松弛样品由两点支撑四点下压状态变为新的两点支撑两点下压状态，分析精密压头位移、受力和精密拉力弹簧拉伸情况；
E、精密直线运动滑轨带动压力测量机构上升，恢复到步骤A前的状态，在此过程中分析精密压头位移、受力和精密拉力弹簧拉伸情况；
F、根据精密压头位移、受力和精密拉力弹簧拉伸情况，计算辐照松弛样品的内应力变化情况，并计算出辐照松弛样品从两点支撑四点下压状态变成新的两点支撑两点下压状态时的最大内应力值，即可计算得出在不同辐照条件下样品的辐照松弛量；
步骤3、在导轨组件上由水平直线运动滑块带动辐照松弛组件一并运动至多功能装置处，由多功能装置对辐照松弛组件进行重新组装；
步骤4、在导轨组件上由水平直线运动滑块带动辐照松弛组件一并运动至步骤1之前的位置，将辐照松弛组件从水平直线运动滑块上取下，完成对辐照松弛样品的行程扩展辐照松弛检测。
本发明提供的行程扩展辐照松弛检测装置及方法，具有以下优点：
(1)本发明能够实现材料辐照松弛特性的全自动检测。现有辐照松弛检测装置及方法未能解决材料辐照松弛特性的全自动化检测问题；本发明提出基于应力法原理的辐照松弛特性全自动检测解决方案，对辐照松弛样品在特定弯曲状态下的最大内应力进行全自动测量，并最终得到辐照松弛样品在不同辐照条件下的松弛特性；解决了目前现有技术未能解决材料辐照松弛特性的全自动化检测的问题。这是本发明区别于现有技术的创新点之一。
(2)本发明提出一种行程扩展高精度辐照松弛测量解决方案，提高测量结果的精度。通过对辐照松弛测量解决方案进行行程扩展，辐照松弛样品在盒体内从两点支撑四点下压状态变成新的两点支撑两点下压状态的过程中力测量***采集的被测量的点数大幅度增加，从而实现数据处理的准确性提升，进而实现测量的准确性、重复性、稳定性等的提升。这是本发明区别于现有技术的创新点之二。
附图说明
图1是一维行程扩展辐照松弛全自动检测装置总体结构示意图；
图2是压力测量***结构示意图；
图3是压力测量***上的压力测量机构结构示意图；
图4是辐照松弛组件和辐照松弛样品结构示意图；
图5是辐照松弛样品两点支撑两点下压示意图；
图6是辐照松弛样品两点支撑四点下压示意图。
图中附图标记：
1、隔振台架；1.1、高平面度平台板；1.2、高强度支架；1.3、高性能隔振器；2、导轨组件；3、压力测量***；3.1、***架；3.2、精密直线运动滑轨；3.3、安装板；3.4、辐射屏蔽壳体；3.5、压力测量机构；3.5.1、平座板；3.5.2、精密拉力弹簧；3.5.3、垂直直线运动滑块；3.5.4、高精度力传感器；3.5.5、精密压头；3.5.6、导向控制立柱；4、多功能装置；5、水平直线运动滑块；6、辐照松弛组件；7、辐照松弛样品；h、辐照松弛样品厚度；L、辐照松弛样品支撑点之间的距离；A、精密压头两端之间的距离；F、精密压头对辐照松弛样品的压力。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施方案进行说明。
实施例1
一维行程扩展辐照松弛全自动检测装置，包括导轨组件2、水平直线运动滑块5和多功能装置4，在隔振台架1上固装导轨组件2，水平直线运动滑块5可往复移动地配装在导轨组件2上；所述隔振台架1由高平面度平台板1.1、高强度支架1.2和高性能隔振器1.3装配构成，在所述高强度支架1.2上端部上支撑安装高性能隔振器1.3，在所述高性能隔振器1.3上端部上安装高平面度平台板1.1；在所述水平直线运动滑块5上安装辐照松弛组件6，在所述辐照松弛组件6的内部安装辐照松弛样品7，在所述隔振台架1上依次固装多功能装置4和压力测量***3，所述多功能装置4和压力测量***3位于辐照松弛组件6的上方。
所述压力测量***3包括***架3.1、精密直线运动滑轨3.2、安装板3.3、辐射屏蔽壳体 3.4和压力测量机构3.5；在所述***架3.1上沿竖直方向可上下移动地安装精密直线运动滑轨3.2，安装板3.3固装在精密直线运动滑轨3.2上，在安装板3.3下端部配装压力测量机构 3.5和辐射屏蔽壳体3.4，所述辐射屏蔽壳体3.4位于压力测量机构3.5的四周外侧部位处将压力测量机构3.5包围；所述压力测量机构3.5由平座板3.5.1、精密拉力弹簧3.5.2、垂直直线运动滑块3.5.3、高精度力传感器3.5.4、精密压头3.5.5和导向控制立柱3.5.6构成；所述平座板3.5.1固装在安装板3.3下端部上，在所述平座板3.5.1下端部上相互对称地安装导向控制立柱3.5.6，垂直直线运动滑块3.5.3可上下往复移动地安装在相互对称配置的导向控制立柱 3.5.6之间部位上，精密拉力弹簧3.5.2配置在平座板3.5.1下方与垂直直线运动滑块3.5.3的上方之间部位处，所述精密拉力弹簧3.5.2的上端和下端分别与平座板3.5.1和垂直直线运动滑块3.5.3固定连接，将垂直直线运动滑块3.5.3弹性吊装在平座板3.5.1上，在所述垂直直线运动滑块3.5.3的下端面上安装高精度力传感器3.5.4，在所述高精度力传感器3.5.4的下端面上安装精密压头3.5.5。
实施例2
一维行程扩展辐照松弛全自动检测方法，其步骤是：
步骤1、将辐照松弛组件6固装在水平直线运动滑块5上，在导轨组件2上由水平直线运动滑块5带动辐照松弛组件6一并运动至多功能装置4处，由多功能装置4对辐照松弛组件6进行拆卸，使辐照松弛样品7暴露出来；
步骤2、在导轨组件2上由水平直线运动滑块5带动辐照松弛组件6一并运动至压力测量***3部位处，按下述方法对辐照松弛组件6内的辐照松弛样品7松弛情况进行测量：
A、精密直线运动滑轨3.2带动压力测量机构3.5下降，精密压头3.5.5逐渐接近辐照松弛样品7，此时精密拉力弹簧3.5.2因吊挂垂直直线运动滑块产生的伸长量固定，在此过程中分析压力测量机构3.5中的精密压头3.5.5位移、受力和精密拉力弹簧3.5.2拉伸情况；
B、精密直线运动滑轨3.2带动压力测量机构3.5继续下降，精密压头3.5.5与辐照松弛样品7发生虚接触，样品即将由两点支撑两点下压状态变为两点支撑四点下压状态，精密拉力弹簧3.5.2即将回缩，伸长量即将变小，在此过程中分析精密压头3.5.5位移、受力和精密拉力弹簧3.5.2拉伸情况；
C、精密直线运动滑轨3.2带动压力测量机构3.5继续下降，当精密压头3.5.5对辐照松弛样品7产生下压，使辐照松弛样品7处于两点支撑四点下压状态时，分析精密压头3.5.5位移、受力和精密拉力弹簧3.5.2拉伸情况；
D、精密直线运动滑轨3.2带动压力测量机构3.5继续下降，在保证辐照松弛样品7的最大内应力不超过其屈服强度时停止压力测量机构3.5的下降，在此过程中辐照松弛样品7由两点支撑四点下压状态变为新的两点支撑两点下压状态，分析精密压头3.5.5位移、受力和精密拉力弹簧3.5.2拉伸情况；
E、精密直线运动滑轨3.2带动压力测量机构3.5上升，恢复到步骤A前的状态，在此过程中分析精密压头3.5.5位移、受力和精密拉力弹簧3.5.2拉伸情况；
F、根据精密压头3.5.5位移、受力和精密拉力弹簧3.5.2拉伸情况，计算辐照松弛样品7 的内应力变化情况，并计算出辐照松弛样品7从两点支撑四点下压状态变成新的两点支撑两点下压状态时的最大内应力值，即可计算得出在不同辐照条件下样品的辐照松弛量；
步骤3、在导轨组件2上由水平直线运动滑块5带动辐照松弛组件6一并运动至多功能装置4处，由多功能装置4对辐照松弛组件6进行重新组装；
步骤4、尔后，在导轨组件2上由水平直线运动滑块5带动辐照松弛组件6一并运动至步骤1之前的位置，将辐照松弛组件6从水平直线运动滑块5上取下，完成对辐照松弛样品7的行程扩展辐照松弛检测。
检测中，精密压头位移、受力测量，包括精密拉力弹簧3.5.2对垂直直线运动滑块3.5.3 和精密压头3.5.5施加竖直向上的拉力FT，精密压头3.5.5在与辐照松弛样品7进行接触时受辐照松弛样品7施加竖直向上的支持力FN；精密压头3.5.5在竖直向下匀速直线运动的过程中受力平衡，即所受重力G＝FT+FN；由于FT的存在，FN会随着精密压头3.5.5下降位移的变化而变化，这样高精度力传感器3.5.4测量的数值从0变化到G所需要的时间更长，控制压力测量机构3.5下降的电机其运动行程被扩展；压力测量***3对被测量的采集频率是固定的，这样在精密压头3.5.5从与辐照松弛样品7接触至使得辐照松弛样品7在盒体6.3内发生“两点支撑两点下压-两点支撑四点下压-新的两点支撑两点下压”状态变化过程中压力测量***3采集的被测量的点数大幅度增加，从而实现数据处理的准确性提升，进而实现测量的准确性、重复性、稳定性的提升。
计算辐照松弛样品在盒体内从两点支撑四点下压状态变成新的两点支撑两点下压状态时最大内应力值，包括：获取辐照松弛样品7的厚度h、宽度b、两支撑点之间距离L，精密压头3.5.5两下端之间的距离A，高精度力传感器3.5.4测得的力值F，最大内应力值σ＝3F(A-L)/(bh2)，其中，厚度h、宽度b、两支撑点之间距离L、精密压头之间的距离A的单位为米。
解释如下：两点支撑两点下压模型如图5中所示，辐照松弛样品7在盒体6.3中放置时，与盒体6.3有四个接触点，位于左右两侧的称为外下压点，位于中间的两个称为内支撑点，辐照松弛样品7受到盒体6.3给它的四个作用力，分别对应外下压点和内支撑点称为外下压力和内支撑力；当精密压头3.5.5下降并与辐照松弛样品7接触后，继续下压，辐照松弛样品7在盒体6.3内变成如图6所示的两点支撑四点下压状态。精密压头3.5.5对辐照松弛样品7的压力逐渐增大，外下压力逐渐变小；当外下压力变小为零时，辐照松弛样品7与外下压点变为虚接触，此时，精密压头3.5.5和辐照松弛样品7接触的位置可以视作新的“外下压点”，使得辐照松弛样品7处于了新的两点支撑两点下压状态。
计算在某种辐照条件下辐照松弛样品7松弛量的方法包括以下步骤：
步骤1、获取辐照松弛样品7在常温未被辐照的情况下，在盒体6.3内从两点支撑四点下压状态变成新的两点支撑两点下压状态时的最大内应力值σ0；
步骤2、获取辐照松弛样品7在常温并受到某种辐照的情况下，在盒体6.3内从两点支撑四点下压状态变成新的两点支撑两点下压状态时的最大内应力值σ；
步骤3、某种辐照条件下辐照松弛样品7松弛量η＝|(σ-σ0)/σ0|×100％。
通过采用上述实施方式，能够实现对材料本身辐照松弛特性的检测，将辐照松弛样品7 放入辐照松弛组件6中，并将装置安放在水平直线运动滑块5上，由导轨组件2带动其分别到达多功能装置4以及压力测量***3处，利用应力法原理实现对材料辐照松弛特性的全自动检测；对辐照松弛样品7在特定弯曲状态下的最大内应力进行测量，即将材料制作成形状结构简单的辐照松弛样品7，使其在两点支撑两点下压状态下形成类似于梁的物理模型，然后对该模型的形状和受力进行定量分析，进而得到辐照松弛样品7在不同辐照条件下的最大内应力值，并最终得到辐照松弛样品7在不同辐照条件下的松弛特性。本装置和方法解决了目前现有技术不能只针对材料本身的辐照松弛特性进行检测的问题，同时可以重复使用辐照松弛样品，且达到了高准确度、高重复性和高稳定性，实现辐照松弛特性高精度检测。
本发明通过合理设计辐照松弛检测解决方案，提高测量数据的有效性和准确性。通过控制压力测量机构3.5下降的电机其运动行程被扩展，辐照松弛样品7在盒体6.3内发生“两点支撑两点下压-两点支撑四点下压-新的两点支撑两点下压”状态变化过程中压力测量***3 采集的被测量的点数大幅度增加，从而实现数据处理的准确性提升，进而实现测量的准确性、重复性、稳定性的提升。
Claims (3)
1.一维行程扩展辐照松弛全自动检测装置，包括导轨组件(2)、水平直线运动滑块(5)和多功能装置(4)，在隔振台架(1)上固装导轨组件(2)，水平直线运动滑块(5)可往复移动地配装在导轨组件(2)上；所述隔振台架(1)由高平面度平台板(1.1)、高强度支架(1.2)和高性能隔振器(1.3)装配构成，在所述高强度支架(1.2)上端部上支撑安装高性能隔振器(1.3)，在所述高性能隔振器(1.3)上端部上安装高平面度平台板(1.1)；其特征在于：在所述水平直线运动滑块(5)上安装辐照松弛组件(6)，在所述辐照松弛组件(6)的内部安装辐照松弛样品(7)，在所述隔振台架(1)上依次固装多功能装置(4)和压力测量***(3)，所述多功能装置(4)和压力测量***(3)位于辐照松弛组件(6)的上方。
2.根据权利要求1所述的一维行程扩展辐照松弛全自动检测装置，其特征在于：所述压力测量***(3)包括***架(3.1)、精密直线运动滑轨(3.2)、安装板(3.3)、辐射屏蔽壳体(3.4)和压力测量机构(3.5)；在所述***架(3.1)上沿竖直方向可上下移动地安装精密直线运动滑轨(3.2)，安装板(3.3)固装在精密直线运动滑轨(3.2)上，在安装板(3.3)下端部配装压力测量机构(3.5)和辐射屏蔽壳体(3.4)，所述辐射屏蔽壳体(3.4)位于压力测量机构(3.5)的四周外侧部位处将压力测量机构(3.5)包围；所述压力测量机构(3.5)由平座板(3.5.1)、精密拉力弹簧(3.5.2)、垂直直线运动滑块(3.5.3)、高精度力传感器(3.5.4)、精密压头(3.5.5)和导向控制立柱(3.5.6)构成；所述平座板(3.5.1)固装在安装板(3.3)下端部上，在所述平座板(3.5.1)下端部上相互对称地安装导向控制立柱(3.5.6)，垂直直线运动滑块(3.5.3)可上下往复移动地安装在相互对称配置的导向控制立柱(3.5.6)之间部位上，精密拉力弹簧(3.5.2)配置在平座板(3.5.1)下方与垂直直线运动滑块(3.5.3)的上方之间部位处，所述精密拉力弹簧(3.5.2)的上端和下端分别与平座板(3.5.1)和垂直直线运动滑块(3.5.3)固定连接，将垂直直线运动滑块(3.5.3)弹性吊装在平座板(3.5.1)上，在所述垂直直线运动滑块(3.5.3)的下端面上安装高精度力传感器(3.5.4)，在所述高精度力传感器(3.5.4)的下端面上安装精密压头(3.5.5)。
3.一维行程扩展辐照松弛全自动检测方法，其特征在于：所述方法步骤是：
步骤1、将辐照松弛组件固装在水平直线运动滑块上，在导轨组件上由水平直线运动滑块带动辐照松弛组件一并运动至多功能装置处，由多功能装置对辐照松弛组件进行拆卸，使辐照松弛样品暴露出来；
步骤2、在导轨组件上由水平直线运动滑块带动没有盒盖的辐照松弛组件一并运动至压力测量***处，按下述方法对辐照松弛组件内的辐照松弛样品松弛情况进行测量：
A、精密直线运动滑轨带动压力测量机构下降，精密压头逐渐接近辐照松弛样品，此时精密拉力弹簧因吊挂垂直直线运动滑块产生的伸长量固定，在此过程中分析压力测量机构中的精密压头位移、受力和精密拉力弹簧拉伸情况；
B、精密直线运动滑轨带动压力测量机构继续下降，精密压头与辐照松弛样品发生虚接触，样品即将由两点支撑两点下压状态变为两点支撑四点下压状态，精密拉力弹簧即将回缩，伸长量即将变小，在此过程中分析精密压头位移、受力和精密拉力弹簧拉伸情况；
C、精密直线运动滑轨带动压力测量机构继续下降，当精密压头对辐照松弛样品产生下压，使辐照松弛样品处于两点支撑四点下压状态时，分析精密压头位移、受力和精密拉力弹簧拉伸情况；
D、精密直线运动滑轨带动压力测量机构继续下降，在保证辐照松弛样品的最大内应力不超过其屈服强度时停止压力测量机构的下降，在此过程中辐照松弛样品由两点支撑四点下压状态变为新的两点支撑两点下压状态，分析精密压头位移、受力和精密拉力弹簧拉伸情况；
E、精密直线运动滑轨带动压力测量机构上升，恢复到步骤A前的状态，在此过程中分析精密压头位移、受力和精密拉力弹簧拉伸情况；
F、根据精密压头位移、受力和精密拉力弹簧拉伸情况，计算辐照松弛样品的内应力变化情况，并计算出辐照松弛样品从两点支撑四点下压状态变成新的两点支撑两点下压状态时的最大内应力值，即可计算得出在不同辐照条件下样品的辐照松弛量；
步骤3、在导轨组件上由水平直线运动滑块带动辐照松弛组件一并运动至多功能装置处，由多功能装置对辐照松弛组件进行重新组装；
步骤4、在导轨组件上由水平直线运动滑块带动辐照松弛组件一并运动至步骤1之前的位置，将辐照松弛组件从水平直线运动滑块上取下，完成对辐照松弛样品的行程扩展辐照松弛检测。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114354382A (zh) * | 2022-01-05 | 2022-04-15 | 哈尔滨工业大学 | 二维自密封辐照松弛全自动检测装置及方法 |
| CN114354384A (zh) * | 2022-01-05 | 2022-04-15 | 哈尔滨工业大学 | 一维自密封辐照松弛全自动检测装置及方法 |
| CN114674676A (zh) * | 2022-01-05 | 2022-06-28 | 哈尔滨工业大学 | 二维行程扩展自密封辐照松弛全自动检测装置及方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106531230A (zh) * | 2016-11-18 | 2017-03-22 | 中国核动力研究设计院 | 一种变刚度低辐照松弛的高稳定性燃料组件压紧*** |
| CN108827779A (zh) * | 2018-09-12 | 2018-11-16 | 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 | 一种橡胶材料的压缩应力松弛测试装置及测试方法 |
| CN110993127A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-04-10 | 广东核电合营有限公司 | 一种核燃料组件及变刚度压紧装置 |
| CN111781059A (zh) * | 2020-08-07 | 2020-10-16 | 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 | 一种适用于应力静态加载的蠕变辐照装置 |
| CN112611639A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-04-06 | 南京航空航天大学 | 一种用于薄膜预应力加载和辐照试验装置 |
| CN112951473A (zh) * | 2021-01-26 | 2021-06-11 | 中国原子能科学研究院 | 辐照装置结构 |
-
2022
- 2022-01-05 CN CN202210003684.5A patent/CN114778323A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106531230A (zh) * | 2016-11-18 | 2017-03-22 | 中国核动力研究设计院 | 一种变刚度低辐照松弛的高稳定性燃料组件压紧*** |
| CN108827779A (zh) * | 2018-09-12 | 2018-11-16 | 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 | 一种橡胶材料的压缩应力松弛测试装置及测试方法 |
| CN110993127A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-04-10 | 广东核电合营有限公司 | 一种核燃料组件及变刚度压紧装置 |
| CN111781059A (zh) * | 2020-08-07 | 2020-10-16 | 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 | 一种适用于应力静态加载的蠕变辐照装置 |
| CN112611639A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-04-06 | 南京航空航天大学 | 一种用于薄膜预应力加载和辐照试验装置 |
| CN112951473A (zh) * | 2021-01-26 | 2021-06-11 | 中国原子能科学研究院 | 辐照装置结构 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 罗文广 等: "压紧板弹簧辐照松弛试验装置设计与验证", 《核动力工程》, 31 October 2020 (2020-10-31) * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114354382A (zh) * | 2022-01-05 | 2022-04-15 | 哈尔滨工业大学 | 二维自密封辐照松弛全自动检测装置及方法 |
| CN114354384A (zh) * | 2022-01-05 | 2022-04-15 | 哈尔滨工业大学 | 一维自密封辐照松弛全自动检测装置及方法 |
| CN114674676A (zh) * | 2022-01-05 | 2022-06-28 | 哈尔滨工业大学 | 二维行程扩展自密封辐照松弛全自动检测装置及方法 |
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