【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于材料力学性能测试，具体的说，是涉及一种液态铅秘环境下的多轴应力腐蚀装置。
技术介绍
1、社会的可持续性发展受到快速增长的能源需求的挑战，对于新型能源的探索也愈加迫切，而核能因为具有清洁无污染、能量密度高、综合成本低、可靠且基荷规模巨大等优点，因此具有良好的发展前景。但由于核电反应堆服役环境非常恶劣，所以为了保证反应堆结构的完整性和可靠性，对结构材料提出了更高的要求，材料需要抵抗辐射引起的损坏、液态金属腐蚀(lmc)、液态金属脆化(lme)、应力、嬗变等，所以铅基核系统面临的主要挑战是结构材料的选择。
2、为了解决结构材料在液态铅铋环境中的力学性能劣化的问题，世界各国已对于铁素体/马氏体、奥氏体、ods等候选结构材料性能进行了系统的研究。目前国内铅铋环境下的力学测试装置主要聚焦在单轴加载的饱和氧液态铅铋环境，无法实现铅铋的氧浓度控制和多轴应力的加载，导致难以研究核电站实际服役工况下材料的环境损伤问题。
技术实现思路
1、为了建立铅铋环境下结构材料的力学失效模型，并测试其在液态铅铋环境下的各项腐蚀性能参数，本专利技术提供了一种液态铅秘环境下的多轴应力腐蚀装置，以铅基堆结构材料为研究对象，能够为结构材料在液态铅铋环境及复杂载荷作用下的力学参数测定提供支撑，对弥补在铅铋环境中多轴应力腐蚀领域的空白具有重要意义。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术通过以下的技术方案予以实现：
3、本专利技术提供了一种液态铅秘环境下的多轴应力腐蚀装置，包括试
4、所述试验机模块包括底部支座，所述底部支座通过双立柱连接有升降平台，所述升降平台能够沿所述双立柱进行上下移动，所述升降平台固定安装有加载系统；
5、所述液态铅铋环境模块包括固定在所述底部支座之上的金属腔体，所述金属腔体外部设置有加热机构，所述加热机构用于对所述金属腔体加热；所述金属腔体内部用于容纳液态金属，底部连通有液态金属管路；所述金属腔体上方设置有金属腔体上盖，所述金属腔体上盖通过支反力柱固定于所述升降平台下方，能够随所述升降平台的上下移动进行升降；所述金属腔体上盖能够与所述金属腔体顶部通过法兰连接；所述金属腔体上盖的中心穿过作动连接轴，所述作动连接轴与所述金属腔体上盖形成动密封；所述作动连接轴顶端通过作动连接轴固定夹具与所述加载系统连接、底端与所述多轴衍架模块连接；
6、供气模块包括设置在所述金属腔体上盖的进气管路和出气管路，所述进气管路与所述金属腔体上盖之间采用cf法兰密封，所述出气管路外接单向阀；
7、所述控制模块包括设置在所述金属腔体上盖的氧浓度传感器和热电偶，所述氧浓度传感器用于检测所述金属腔体内的氧浓度并将数据传输给plc，通过plc设置的程序控制所述进气管路的电磁阀开度，使所述金属腔体内的氧浓度稳定在设定值；所述热电偶将所述金属腔体内的温度响应至温度控制器，所述温度控制器通过对所述加热机构的开闭，使所述金属腔体内的温度稳定在设定值；
8、所述多轴衍架模块主要包括多轴衍架，所述多轴衍架安装在衍架支撑平台上，所述衍架支撑平台通过所述衍架平台支撑杆固定连接在所述金属腔体上盖下方；
9、所述多轴衍架包括一个作动端z轴衍架连接件、八个相同的衍架梁、两个相同的y轴衍架连接件、两个相同的x轴衍架连接件、一个固定端z轴衍架连接件、四个相同的楔形夹具压块；
10、所述作动端z轴衍架连接件和固定端z轴衍架连接件上下对应设置；所述作动端z轴衍架连接件顶端与所述作动连接轴固定连接，并且与四个上方的所述衍架梁顶部铰接；所述固定端z轴衍架底端与所述衍架支撑平台固定连接，并且与四个下方的所述衍架梁底部铰接；四个上方的所述衍架梁和四个下方的所述衍架梁之间连接两个x轴衍架连接件3和两个y轴衍架连接件；其中，两个所述x轴衍架连接件在水平面内对称设置，两个所述y轴衍架连接件在水平内对称设置；所述x轴衍架连接件的上部和所述y轴衍架连接件的上部分别与四个上方的衍架梁的底端铰接；所述x轴衍架连接件的上部和所述y轴衍架连接件的下部分别与四个下方的衍架梁的顶端铰接；
11、两个所述x轴衍架连接件的相对面、两个所述y轴衍架连接件的相对面均设置有楔形夹具平台；四个所述楔形夹具平台上部均连接有楔形夹具压块，所述楔形夹具压块通过螺栓与其对应的楔形夹具平台连接，通过所述楔形夹具压块的压紧实现对试样的夹持。
12、进一步地，所述加热机构为对开式结构；所述金属腔体顶部设置有金属绕丝石墨垫片，以在所述金属腔体顶部与所述金属腔体上盖之间形成密封。
13、进一步地，所述金属腔体上盖的中心位置设置有kf法兰接管，所述kf法兰接管通过金属波纹管与所述作动连接轴连接；所述金属波纹管上端与所述作动连接轴真空焊接、下端与所述kf法兰接管形成kf真空密封。
14、进一步地，所述进气管路与所述金属腔体上盖之间采用cf法兰密封，所述出气管路焊接于所述金属腔体上盖；
15、所述进气管路和所述出气管路在所述金属腔体上盖的布置至少间隔90°，且不影响装配的情况下尽可能靠近所述金属腔体内壁；
16、所述进气管路的长度设置使其能够没入所述金属腔体内部2/3高度处。
17、进一步地，所述氧浓度传感器下端与金属腔体上盖形成cf真空密封，所述热电偶与所述金属腔体上盖形成kf真空密封。
18、进一步地，所述作动端z轴衍架连接件包括水平设置的连接架和竖直设置的连接轴；所述作动端z轴衍架连接件的连接轴顶端与所述作动连接轴固定连接；所述作动端z轴衍架连接件的连接架在水平面内的四个垂直方向分别设置有u形槽，该四个u形槽用于与四个上方的所述衍架梁顶部铰接；
19、所述固定端z轴衍架连接件包括水平设置的连接架和竖直设置的连接轴；所述固定端z轴衍架连接件的连接轴底端与所述衍架支撑平台固定连接；所述固定端z轴衍架连接件的连接架在水平面内的四个垂直方向分别设置有u形槽，该四个u形槽用于与四个下方的所述衍架梁底部铰接；
20、作动端z轴衍架连接件和固定端z轴衍架连接件的连接轴共轴线设置，动端z轴衍架连接件和固定端z轴衍架连接件的连接架上下对应设置。
21、进一步地，所述x轴衍架连接件和所述y轴衍架连接件均在竖直面内上下对称设置有u形槽；所述x轴衍架连接件和所述y轴衍架连接件上部的u形槽分别与四个上方的所述衍架梁底部铰接；所述x轴衍架连接件和所述y轴衍架连接件下部的u形槽分别与四个下方的所述衍架梁顶部铰接。
22、进一步地，所述衍架梁通过替换不同长度以实现非对称多轴应力加载。
23、进一步地，所述多轴衍架设置轴承结构以减少摩擦阻力。
24、进一步地，所述多轴衍架的所有铰接采用销孔连接方式；所述楔形夹具压块和/或楔形夹具平台的夹持面设置有防滑斜纹。
25、本专利技术的有益效果是：
26、(一)本专利技术的多轴力学试验系统构造了本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种液态铅秘环境下的多轴应力腐蚀装置，其特征在于，包括试验机模块、液态铅铋环境模块、供气模块、控制模块和多轴衍架模块；
2.根据权利要求1所述的一种液态铅秘环境下的多轴应力腐蚀装置，其特征在于，所述加热机构为对开式结构；所述金属腔体顶部设置有金属绕丝石墨垫片，以在所述金属腔体顶部与所述金属腔体上盖之间形成密封。
3.根据权利要求1所述的一种液态铅秘环境下的多轴应力腐蚀装置，其特征在于，所述金属腔体上盖的中心位置设置有KF法兰接管，所述KF法兰接管通过金属波纹管与所述作动连接轴连接；所述金属波纹管上端与所述作动连接轴真空焊接、下端与所述KF法兰接管形成KF真空密封。
4.根据权利要求1所述的一种液态铅秘环境下的多轴应力腐蚀装置，所述进气管路与所述金属腔体上盖之间采用CF法兰密封，所述出气管路焊接于所述金属腔体上盖；
5.根据权利要求1所述的一种液态铅秘环境下的多轴应力腐蚀装置，其特征在于，所述氧浓度传感器下端与金属腔体上盖形成CF真空密封，所述热电偶与所述金属腔体上盖形成KF真空密封。
6.根据权利要求1所述的一种液态
7.根据权利要求1所述的一种液态铅秘环境下的多轴应力腐蚀装置，其特征在于，所述X轴衍架连接件和所述Y轴衍架连接件均在竖直面内上下对称设置有U形槽；所述X轴衍架连接件和所述Y轴衍架连接件上部的U形槽分别与四个上方的所述衍架梁底部铰接；所述X轴衍架连接件和所述Y轴衍架连接件下部的U形槽分别与四个下方的所述衍架梁顶部铰接。
8.根据权利要求1所述的一种液态铅秘环境下的多轴应力腐蚀装置，其特征在于，所述衍架梁通过替换不同长度以实现非对称多轴应力加载。
9.根据权利要求1所述的一种液态铅秘环境下的多轴应力腐蚀装置，其特征在于，所述多轴衍架设置轴承结构以减少摩擦阻力。
10.根据权利要求1所述的一种液态铅秘环境下的多轴应力腐蚀装置，其特征在于，所述多轴衍架的所有铰接采用销孔连接方式；所述楔形夹具压块和/或楔形夹具平台的夹持面设置有防滑斜纹。
...【技术特征摘要】
1.一种液态铅秘环境下的多轴应力腐蚀装置，其特征在于，包括试验机模块、液态铅铋环境模块、供气模块、控制模块和多轴衍架模块；
2.根据权利要求1所述的一种液态铅秘环境下的多轴应力腐蚀装置，其特征在于，所述加热机构为对开式结构；所述金属腔体顶部设置有金属绕丝石墨垫片，以在所述金属腔体顶部与所述金属腔体上盖之间形成密封。
3.根据权利要求1所述的一种液态铅秘环境下的多轴应力腐蚀装置，其特征在于，所述金属腔体上盖的中心位置设置有kf法兰接管，所述kf法兰接管通过金属波纹管与所述作动连接轴连接；所述金属波纹管上端与所述作动连接轴真空焊接、下端与所述kf法兰接管形成kf真空密封。
4.根据权利要求1所述的一种液态铅秘环境下的多轴应力腐蚀装置，所述进气管路与所述金属腔体上盖之间采用cf法兰密封，所述出气管路焊接于所述金属腔体上盖；
5.根据权利要求1所述的一种液态铅秘环境下的多轴应力腐蚀装置，其特征在于，所述氧浓度传感器下端与金属腔体上盖形成cf真空密封，所述热电偶与所述金属腔体上盖形成kf真空密封。
6.根据权利要求1所述的一种液态铅秘环境下的多轴应力腐蚀装置，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：林强，刘子一，冯少武，石守稳，陈刚，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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