在模擬核電設備高溫高壓水服役環(huán)境的高壓釜中,實時監(jiān)測核電結構材料斷裂試樣裂紋擴展對于研究核電關鍵結構的合理選材與安全性評價至關重要。由于高壓釜中特殊環(huán)境制約,直流電位降法（Direct Current Potential Drop method,DCPD）是裂紋擴展實驗中實時監(jiān)測試樣裂紋擴展狀況的最主要方法之一。本文借助有限元分析軟件對標準斷裂試樣進行電位場數(shù)值模擬,分析DCPD法監(jiān)測裂紋的影響因素,研究開發(fā)了基于DCPD法的斷裂試樣裂紋擴展實時監(jiān)測系統(tǒng)。完成的主要工作如下:（1）分析了高壓釜環(huán)境斷裂試樣拉伸實驗中裂紋擴展監(jiān)測系統(tǒng)工作原理,基于DCPD原理與裂紋擴展監(jiān)測要求對系統(tǒng)需求進行研究。根據(jù)系統(tǒng)需求,對系統(tǒng)進行硬件方案設計和軟件功能方案設計。（2）基于裂紋擴展監(jiān)測原理,用ABAQUS建立試樣電位降監(jiān)測模型,從試樣裂紋電位降監(jiān)測環(huán)節(jié)和產生環(huán)節(jié)對裂紋擴展監(jiān)測影響因素進行研究,找到各因素對監(jiān)測的影響規(guī)律。根據(jù)仿真分析結果,利用最小二乘法,擬合裂紋長度與電位降標定公式。（3）根據(jù)系統(tǒng)方案設計與裂紋電位降監(jiān)測影響因素分析,設計裂紋擴展實時監(jiān)測系統(tǒng)。根據(jù)系統(tǒng)需求選擇高穩(wěn)定恒流源,設計制作了電... 

【文章來源】：西安科技大學陜西省

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

模擬高溫高壓水環(huán)境的高壓釜

斷裂力學試樣裂紋擴展監(jiān)測系統(tǒng)研究的重點是，試樣裂紋長度的實時監(jiān)測。要對試樣進行裂紋電位降監(jiān)測，首先需要給試樣提供一個恒定直流電，使其產生電位場，然后測量試樣上指定兩點之間的電位降，根據(jù)電位降與裂紋長度的標定關系轉換得到裂紋長度�；诹鸭y擴展監(jiān)測原理與系統(tǒng)需求，進行系統(tǒng)硬件方案和軟件功能方案設計。2.1 系統(tǒng)工作原理本論文所研究的裂紋擴展監(jiān)測系統(tǒng)主要用于實驗室環(huán)境下裂紋擴展的在線監(jiān)測。如圖 2.1 所示，為實驗室中的慢應變速率拉伸機，該設備可以給試樣提供加載力，在拉伸機的作用下，斷裂力學試樣發(fā)生緩慢擴展。根據(jù)加載方式的不同，有慢應變速率拉伸試驗法和恒定應變/應力測試法。這兩種方法都無法直接測得裂紋擴展速率，需要增加輔助測量設備對裂紋擴展進行實時監(jiān)測。常用的裂紋監(jiān)測方法如直讀法、超聲法、聲發(fā)射法等不適用與高壓釜環(huán)境中，本系統(tǒng)采用直流電位降法對裂紋擴展進行實時監(jiān)測�；谥绷麟娢唤捣ǖ牧鸭y擴展監(jiān)測系統(tǒng)結構如圖 2.2 所示，系統(tǒng)由硬件和軟件組成，硬件包括高穩(wěn)定相恒流源輸出模塊、高精度電壓測量模塊、計算機等。

斷裂力學試樣裂紋擴展監(jiān)測系統(tǒng)研究的重點是，試樣裂紋長度的實時監(jiān)測。要對試樣進行裂紋電位降監(jiān)測，首先需要給試樣提供一個恒定直流電，使其產生電位場，然后測量試樣上指定兩點之間的電位降，根據(jù)電位降與裂紋長度的標定關系轉換得到裂紋長度�；诹鸭y擴展監(jiān)測原理與系統(tǒng)需求，進行系統(tǒng)硬件方案和軟件功能方案設計。2.1 系統(tǒng)工作原理本論文所研究的裂紋擴展監(jiān)測系統(tǒng)主要用于實驗室環(huán)境下裂紋擴展的在線監(jiān)測。如圖 2.1 所示，為實驗室中的慢應變速率拉伸機，該設備可以給試樣提供加載力，在拉伸機的作用下，斷裂力學試樣發(fā)生緩慢擴展。根據(jù)加載方式的不同，有慢應變速率拉伸試驗法和恒定應變/應力測試法。這兩種方法都無法直接測得裂紋擴展速率，需要增加輔助測量設備對裂紋擴展進行實時監(jiān)測。常用的裂紋監(jiān)測方法如直讀法、超聲法、聲發(fā)射法等不適用與高壓釜環(huán)境中，本系統(tǒng)采用直流電位降法對裂紋擴展進行實時監(jiān)測�；谥绷麟娢唤捣ǖ牧鸭y擴展監(jiān)測系統(tǒng)結構如圖 2.2 所示，系統(tǒng)由硬件和軟件組成，硬件包括高穩(wěn)定相恒流源輸出模塊、高精度電壓測量模塊、計算機等。

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]基于Labview的計算機與單片機的通信設計與實現(xiàn)[J]. 劉璐,袁戰(zhàn)軍,郭靜.  電子設計工程. 2018(23)
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[7]基于LabVIEW的數(shù)據(jù)記錄與存儲[J]. 王東.  工業(yè)控制計算機. 2018(06)
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[9]世界能源展望中國特別報告 中國能源展望2017（英文）[J].   China Oil & Gas. 2018(02)
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博士論文
[1]微觀尺度下核電結構材料應力腐蝕裂紋斷裂參量分析[D]. 唐偉.西安科技大學 2012

碩士論文
[1]核級材料應力腐蝕裂紋裂尖微觀力學特性分析[D]. 李永強.西安科技大學 2016
[2]后福島時代我國核能的可持續(xù)性發(fā)展戰(zhàn)略研究[D]. 莊華.蘭州大學 2015
[3]抽油桿腐蝕缺陷形貌對壽命影響的研究[D]. 許猛.東北大學 2012



本文編號：3039693