一种压紧弹性件试验装置及方法

技术领域

本发明属于材料测试装置技术领域，尤其涉及一种压紧弹性件试验装置及方法。

背景技术

核反应堆堆内构件是核电站反应堆的核心设备，长期在高温、高压、高辐照及腐蚀环境下运行，运行条件非常苛刻，并且常规要求安全运行40年以上。压紧弹簧是反应堆内构件中的重要部件，其主要作用是通过反应堆压力容器主螺栓为堆内构件提供足够的预紧压力，补偿压力容器、吊篮法兰及上支承法兰轴向制造误差及热膨胀差，防止吊篮组件及上支承组件的轴向串动和振动。因此对压紧弹簧材料的拉伸性能、塑性、冲击韧性、表面硬度以及耐蚀性能等提出了较高要求。此类压紧弹簧需通过样件按1：1原件比例进行反复加载试验，试验合格才能实际使用，但由于此类压紧弹簧尺寸较大，进行反复加载试验难度较大，且目前国内缺少能够对此类大型Z字型压紧弹簧进行反复加载试验的相应设备。

公开号为CN202210976950的专利文献公开了一种拉拔试验仪，拉拔试验仪包括支撑调节架、间隔设置在支撑调节架上方的千斤顶本体、可拆卸连接在千斤顶本体活塞杆端部的固定架、设置在固定架上用于将锚索自由端进行固定的固定机构、以及设置在千斤顶本体与支撑调节架顶部之间用于对千斤顶本体进行支撑的支撑机构、以及设置在千斤顶本体一侧用于对千斤顶本体提供动力的加压装置；所述支撑调节架上开设有安装孔，所述锚索自由端可贯穿安装孔，所述加压装置包括液压系统，检测模块，控制模块，显示器。但该试验仪用于对锚索进行拉伸强度进行检测。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种压紧弹性件试验装置及方法，可以解决难以对大型Z字型压紧弹簧进行反复加载试验的问题。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供的一种压紧弹性件试验装置，包括连接机构、加载机构和测量机构，所述连接机构包括支撑板A、支撑板B和衬板，所述加载机构设置在支撑板B上，所述支撑板A和衬板设置在加载机构上，所述测量机构设置在支撑板A上。

优选地，所述加载机构包括称重传感器和千斤顶，称重传感器置于千斤顶上，所述千斤顶置于支撑板B上，所述称重传感器与千斤顶之间设置垫板，所述垫板与衬板通过螺塞连接。

优选地，所述支撑板A与支撑板B通过螺栓连接，所述螺栓上设置有螺母。

优选地，所述支撑板A和衬板上均设置有定位销。

优选地，所述测量机构为位移传感器，所述位移传感器设置在支撑板A上。

优选地，所述支撑板A和支撑板B均呈圆环状设置。

优选地，所述称重传感器为轮辐式称重传感器。

优选地，所述位移传感器为千分表。

一种压紧弹性件试验装置的使用方法，包括以下步骤：

S1：将千斤顶均匀分布放置在支撑板B上，将称重传感器、垫板、螺塞依次连接放置在千斤顶上，将螺栓与支撑板B连接，并将支撑板B调整至水平位置，衬板放在螺塞位置上，将压紧弹性件放在衬板上，然后将支撑板A与螺栓连接，支撑板A通过螺母固定在螺栓上，再将位移传感器设置在支撑板A上，

S2：操作加载机构控制千斤顶带动压紧弹性件在衬板与支撑板A之间往复运动，当压紧弹性件与支撑板A接触时，启动加载机构对压紧弹性件进行反复加载，通过称重传感器和位移传感器收集相关数据。

优选地，所述步骤S1中支撑板A与压紧弹性件之间留有0.5-4.5mm的间隙。

本发明的有益效果在于：

本发明的试验装置适用于对大型Z字型压紧弹簧进行反复加载试验，通过连接机构对压紧弹簧进行支撑，通过加载机构进行力值加载，并通过测量机构对相应数据进行采集测试，采用数据处理软件将数据处理绘制“力-变形”等曲线图，解决了大型Z字型压紧弹簧反复加载试验的难题。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明支撑板B的结构示意图；

图3是本发明的力-变形曲线图；

图4是本发明的力-时间曲线图；

图5是本发明的变形-时间曲线图；

图中：1-支撑板A，2-支撑板B，3-衬板，4-螺栓，5-螺母，6-垫圈，7-垫板，8-螺塞，9-定位销，10-位移传感器，11-称重传感器，12-千斤顶，13-压紧弹性件。

具体实施方式

下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

实施例1：

如图1至5所示，一种压紧弹性件试验装置，包括连接机构、加载机构和测量机构，所述连接机构包括支撑板A1、支撑板B2和衬板3，所述加载机构设置在支撑板B2上，所述支撑板A1和衬板3设置在加载机构上，所述测量机构设置在支撑板A1上。压紧弹性件13固定在支撑板A1和衬板3之间，所述压紧弹性件13为大型Z字型压紧弹簧。

所述加载机构包括称重传感器11和千斤顶12，称重传感器11置于千斤顶12上，所述千斤顶12置于支撑板B2上，千斤顶12为液压千斤顶，千斤顶12设置有6个，所述称重传感器11与千斤顶12之间设置垫板7，所述垫板7与衬板3通过6个螺塞8连接。千斤顶12配套称重传感器11在衬板3上施加力值，使得压紧弹性件13在加载机构的作用下上下移动，实现压紧弹性件13的变形。

所述支撑板A1与支撑板B2通过螺栓4连接，所述螺栓4上设置有螺母5，螺栓4为双头螺栓，螺栓4设置有12件，方便螺栓4分别于支撑板A1和支撑板B2连接，所述螺母5与支撑板A1之间设置有垫圈6。

所述支撑板A1和衬板3上均设置有定位销9，为保证压紧弹性件13能够设置在衬板3和支撑板A1的中心位置，在上、下两个方向对压紧弹性件13进行定位，防止因为压紧弹性件13位置设置出现偏差而导致其卡到衬板3和支撑板A1的上下卡槽上，影响试验进行。

所述测量机构为位移传感器10，所述位移传感器10设置在支撑板A1上。

所述支撑板A1和支撑板B2均呈圆环状设置，以支撑板B2圆心为中心，6个千斤顶12每隔60°分布设置在支撑板B2上，螺栓4分别设置在每个千斤顶12的两侧。

所述称重传感器11为轮辐式称重传感器11(量程:0～80T，精度：0.05KG)。

所述位移传感器10为C125XB数显千分表(量程:0-25.4mm，精度：0.001mm)，位移传感器10设置有6个。6个位移传感器10分别固定在支撑板A1的6个位移传感器孔位中，通过数显千分表的加长杆与弹簧表面接触，然后将力值传感器信号与位移传感器信号集中到试验软件(TestMaster软件)中，即可绘制出试验所需曲线。

一种压紧弹性件试验装置的使用方法，包括以下步骤：

S1：将6个千斤顶12每隔60°均匀分布放置在支撑板B2上，将称重传感器11、垫板7、螺塞8依次连接放置在千斤顶12上，将12件螺栓4与支撑板B2连接，用三坐标尺将支撑板B2调整至水平位置，衬板3放在6个螺塞8位置上，将压紧弹性件13放在衬板3上，通过衬板3外圈上的卡槽固定压紧弹性件13，衬板3外圈卡槽与压紧弹性件13之间留有2-7mm的间隙，防止压紧弹性件13在试验过程中与试验装置接触，导致压紧弹性件13受到来自试验装置的切向力影响，从而导致试验数据偏差，另外为保证压紧弹性件13设置在衬板3和支撑板A1的中心位置，在支撑板A1和设置衬板3上均了定位销9，然后将支撑板A1与螺栓4连接，支撑板A1通过上下2组共计24个螺母5固定在螺栓4上，支撑板A1与压紧弹性件13之间留有0.5-4.5mm间隙，保证在试验开始之前压紧弹性件13能够保持在松弛状态，不受外界力作用，另一方面在试验进行时可以综合位移传感器10以及力值传感器的数值变化来确定压紧弹性件13的预紧状态，最后将位移传感器10设置在支撑板A1的连接孔上，使其与压紧弹性件13表面接触，将称重传感器11、位移传感器10数据集成传输至试验软件，

S2：操作加载机构控制千斤顶12带动压紧弹性件13在衬板3与支撑板A1之间往复运动，当压紧弹性件13与支撑板A1接触时，将试验软件中力值(数据来源称重传感器11)和位移值清零(数据来源位移传感器10)，启动加载机构对压紧弹性件13进行反复加载，通过试验软件对称重传感器11和位移传感器10收集的相关数据进行处理，即可实现试验所需曲线的绘制(如图3-5所示)。

由图3-5可见，通过本试验装置能够反映出压紧弹性件13压缩试验的力-位移数据，从而通过计算可以得出：压紧弹性件在最大变形量时的最大力值，进而确保压紧弹性件适用于实际使用。