【摘要】：在模擬核電高溫高壓水環(huán)境的高壓釜中測(cè)試核電結(jié)構(gòu)材料環(huán)境致裂裂紋擴(kuò)展速率是核電重要結(jié)構(gòu)選材和安全評(píng)價(jià)的重要工作之一。由于高壓釜中特殊環(huán)境制約,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)過程中裂紋擴(kuò)展速率的手段相對(duì)較少,直流電位降法(Direct Current Potential Drop method,DCPD)是其中應(yīng)用最廣泛和最重要的方法之一。鑒于長期以來基于DCPD法的裂紋擴(kuò)展監(jiān)測(cè)依賴進(jìn)口儀器,價(jià)格昂貴,本論文在本實(shí)驗(yàn)室常用進(jìn)口儀器設(shè)備的基礎(chǔ)上,開展了基于DCPD方法的高壓釜環(huán)境下裂紋擴(kuò)展速率實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儀的集成化、國產(chǎn)化研究。完成的主要研究工作如下:(1)根據(jù)直流電位降技術(shù)的基本原理和應(yīng)用現(xiàn)狀分析,研究了影響裂紋擴(kuò)展監(jiān)測(cè)精度的主要因素,進(jìn)行了基于翻轉(zhuǎn)直流電位降技術(shù)的裂紋擴(kuò)展速率實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儀系統(tǒng)方案設(shè)計(jì),以及硬件模塊選型、電路設(shè)計(jì)、子程序與總程序編制等工作,并以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為依據(jù),結(jié)合監(jiān)測(cè)儀系統(tǒng)原理圖,搭建并逐步完善了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。(2)基于理論分析與有限元模擬分析結(jié)果,研制了 3套模擬裂紋擴(kuò)展的原始信號(hào)源發(fā)生裝置,設(shè)置了合理的實(shí)驗(yàn)參數(shù),進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)采集與分析。(3)基于進(jìn)口通用儀器測(cè)得數(shù)據(jù)、數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果與本項(xiàng)目研制監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)得數(shù)據(jù),研究并制定了合理的干擾抑制技術(shù),并利用數(shù)字濾波技術(shù)進(jìn)行了結(jié)果的優(yōu)化,提高了結(jié)果的可靠性與準(zhǔn)確度。(4)研制完成了基于翻轉(zhuǎn)直流電位降技術(shù)的裂紋擴(kuò)展速率實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儀的樣機(jī)和一代機(jī)型,并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室標(biāo)定測(cè)試,其中一代機(jī)測(cè)試精度可達(dá)到毫伏級(jí)。對(duì)于自研模擬裂紋信號(hào)源試樣,裂紋監(jiān)測(cè)分辨率可達(dá)1mm。本文的研究內(nèi)容與研究成果為高溫高壓水環(huán)境中裂紋擴(kuò)展實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工作提供了一種方案與實(shí)驗(yàn)裝置,為裂紋擴(kuò)展實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的智能化與高度集成化奠定了基礎(chǔ)。
【圖文】：

背景及研究意義，我國正在處于能源缺乏且結(jié)構(gòu)重組的大環(huán)境中，同時(shí)肩負(fù)著全球生續(xù)發(fā)展的重任[1]。核電作為主要的新型清潔能源之一，其具有環(huán)保高著優(yōu)勢(shì)[2]。我國核電廠規(guī)模從上世紀(jì) 90 年代初年建成的 30 萬千瓦秦在以百萬千瓦為主力的 37 臺(tái)機(jī)組超過 3500 萬千瓦的在用核電規(guī)模偉大的輝煌成就[3]。在核電產(chǎn)業(yè)大規(guī)模、高速發(fā)展的大形勢(shì)，從技術(shù)保障核工業(yè)設(shè)備與核電機(jī)組安全、穩(wěn)定與高效工作是至關(guān)重要的事能工業(yè)也對(duì)核電站重要機(jī)械結(jié)構(gòu)零件的可靠性與安全性評(píng)估及核電出了更高水平的要求[5]。然而，伴隨著核電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的卻是長期存在的應(yīng)力腐蝕問題。在核電站設(shè)備與裝置發(fā)生的事故中，應(yīng)力腐蝕導(dǎo)致器開裂的情況最為嚴(yán)重且至關(guān)重要[6]。在核電工業(yè)設(shè)備的焊接結(jié)構(gòu)件失效事件發(fā)生較多[7]。在核電站的反應(yīng)堆壓力容器（Reactor Pres存在大量焊接接頭，如圖 1.1 所示[8]。

長、使用的靈活性不夠強(qiáng)。然而，虛擬儀器的出現(xiàn)打破了這種窘境。擬儀器由軟件和硬件兩部分組成。虛擬儀器的軟件由人工開發(fā)，，可根據(jù)實(shí)同的控件，靈活性較強(qiáng)。虛擬儀器的硬件也由設(shè)計(jì)者自行選擇，模塊化程塊的通用性強(qiáng)，可根據(jù)功能自由組合，成本低。虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器相比，在成本上亦具有較高的經(jīng)濟(jì)性[18]。虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比如表表1.1虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器比較表[19]虛擬儀器 傳統(tǒng)儀器成本低廉 成本高昂技術(shù)更新速度快 技術(shù)更新速度慢軟件是核心 硬件是核心用戶自定義功能 廠家定義功能并固化可添加數(shù)據(jù)編輯與分析功能 數(shù)據(jù)處理需借助相關(guān)軟件開發(fā)維護(hù)費(fèi)用低 開發(fā)維護(hù)費(fèi)用高昂
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP274;TM623

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2696151