中英文翻译-采用深孔钻技术测量石墨的内部压力

1、毕业论文中英文翻译采用深孔钻技术测量石墨的内部压力1摘要目前，在石墨深层次的内部压力的测量是非常困难的。因此有必要评估一个深孔钻（气动潜孔锤）方法的能力来衡量堆芯石墨内部压力和探讨在现场测量的潜力。气动潜孔锤技术是一个通过厚度残余应力用于测量半破坏性的方法。该技术此前已成功地应用于金属和复合材料。在这个论文中，石墨应力测量方法研究特别是当孔隙度存在显着的体积分数，使用了两种类型的石墨，PGA和PG25过滤石墨，在美国PGA石墨弹性杨氏模量的方向而定，因此切断块样品在两个方向。 PG25过滤石墨是一种服务公开材料的替代品。已知的负载被用于石墨梁样品，气动潜孔锤的方法用来测量应力/应变通过材料。结

2、果与从应变片粘贴在样品上获得的应变数据进行了比较，总体而言，在气动潜孔锤测量应力/应变和外加应力之间有一个良好的一致性。它表明，深孔钻技术可以测量石墨线性应力分布。2简介气冷反应堆的堆芯、Magnox和先进气冷反应堆，在英国使用的都是由石墨转的polygranular组件制成。这些反应堆芯在使用寿命期间暴露在快中子和热辐射硬化，二氧化碳气体冷却剂，石墨业绩及辐氧化的服务环境。这些影响导致的砖的物理力学性能的转变。相应的对石墨整体退化进行评估，以提供持续的物质安全运行的保证。一般来说，测试核石墨构件的结构完整性来评价辐照材料性能，从测试得到的是适用于数字或数学模型反应堆的数据。另一方面，相对有限

3、的工作已报告石墨的残余应力/应变。例如，Kasier 研究发现，通过利用声发射（AE），当给石墨施加压力时发出声信号。他指出，通过重新加载该组件发现只有超过了以前的最大应力才可以自动曝光，这现象称为Kaiser效应。安德鲁发现在石墨在压力下发出的声音因为不同类型的材料而有所不同。 Gilchrist和韦尔斯研究二中的挤压石墨（各向同性和各向异性）多维数据集，克劳斯和Semmler 研究石墨小弯曲和拉伸应力声波能量发射，他们表明，首先加载的声发射率比稍后加载的高。Neighbour 和McEnaney 表明，从受辐照和负载的石墨表现出的声发射Felicity效应，这种效果是以前的AE上最大应力检

4、测。他们也比较类似辐照和辐照核石墨套，以便调查残余应力测量技术的可靠性。整体而言，声发射监测不是一个合适的测量石墨内部压力的技术。压痕试验在石墨上进行了弹性模量的测定，还调查了自身应力和残余应力的影响。Oku演示了六个碳材料的显微硬度测试，以评估杨氏模量和弯曲对样品造成的硬度试验载荷位移的实力。之间的硬度测试数据和使用中的形变关系被Ishihara假定为成正比的应力应变曲线和切线模型残余应变的关系。相比之下Hartley用于unoxidised和热氧化IMI24石墨的钝压痕方法来模拟石墨砖的局部应力点。测量材料内部残余应力的方法很少。一种方法是深孔钻，这是一个通过厚度残余应力测量半侵入性的方法

5、。由Zhdanov和Beaney初步研究，史密斯和同事进一步提高此项技术。该方法已应用于金属和复合材料。最近，金士顿报道该技术在测量很厚的难以进入到全面的测量位置的元件的残余应力分布时具有通用性。本文介绍了气动潜孔锤法通过石墨构件厚度测量残余应力的应用。3命名法E 杨氏模量M 弯矩Y 应变计到中性轴的距离I 余面积惯性矩b，h 矩形梁的宽度和深度P 测量负载 应变M 遵守矩阵M* 逆矩阵Mf,z, g,z, h,z 角度和通过厚度的功能x，y 坐标在平面垂直于参考轴孔z 通过厚度的位置u 基准孔周向应变uz 基准孔通过厚度应变 泊松比xx，yy 残余应力在飞机上正常参考孔的轴线zz 残余应力平

6、行于基准孔轴线 残余应力矢量4材料与实验41 标本使用PGA的石墨和PG25多孔石墨两种类型的石墨。 切碎PGA的样品已被福尔摩斯在之前的程序作为一个力学行为和石墨接头超声波测量调查的一部分。 PGA的石墨具有材料性能的各向异性。矩形标本中提取的平行和垂直轴砖发展方向示意如图1所示。在190毫米长，22毫米深，23毫米宽的矩形棒中平行提取的石墨砖平行轴。美国PGA石墨的另一个例子是一个长190mm，宽35mm和深25mm的长方形。这是取自同一代码块，且垂直砖轴。图1. 石墨的PGA的方向，从一砖样本提取，尺寸mmPG25多孔石墨，48的孔隙率，代表高孔隙率的照射石墨受到审查。矩形梁是从Morg

7、anite电碳采购的矩形块中提取180毫米长，25毫米宽，35毫米深。 PGA的和PG25典型材料性能见表1。PG25报告值是由制造商提供。42 实验为了评估该气动潜孔锤技术应用的石墨样品，引入四点弯曲钻机采用的样品到已知的应力分布，如图2所示。 其中最内层的两辊之间的区域是一个不断受到弯矩的区域。这使梁的底部表面受表面拉应力和压应力。因此，通过任何样品孔的深度能用于测量每小时通过深度的线性应力分布。在每个样品测试前，首先将一个直径3.18毫米的参考洞加工成的具有参考性的平行洞，如图2所示。对于每个样本，两个应变片键合上表面两个键合下表面。被测样品的摘要列于表2。 附加应变片键合两侧的光束测量

8、经过拉紧梁的截面变化。图3显示了应变片的位置和在PGA样本参考孔切轴垂直的小块。为了确定适用的应力梁有必要确定样品的杨模量。这是通过应用一个已知载荷的矩形标本和读取应变计粘接样品值。荷载适用于采用伺服电动的试验机，所以低弯曲和拉伸强度负荷石墨样品受到限制。图2. 装载在四点弯曲试样状态：A=50毫米，L=150毫米，每个样品B和H是在表2对E值的确定。采用简支梁的弯曲理论，在那里其中M为弯矩，y是应变计至中性轴的距离，I是瞬间的惯性面积，为测量应变，M和I可以表示为：其中B是宽度，h为矩形截面的深度，P是所测负载，如图2所示。气动潜孔锤进行测量的四点弯曲钻机，必须远离伺服电动试验机使用。因此，

9、一个螺丝钉机制被用于应用负载试验台并对气动潜孔锤进行了测量。气动潜孔锤方法的四个基本步骤。首先，应变片都粘到了供参考洞入口和出口点样品表面。钻一个孔，通过参考样品和应变片，该洞的直径是利用空气探头测量系统，测量是在沿孔长度和多角度多点抽取。要释放压力的核心，包含参考孔trepanned和孔径开孔后重新计量。Property PGA-parallel to brick axis PGA-perpendicular to brick axis Bulk Density (Kg/m) 1678 1678 Compressive Strength (MPa) 313.4 29.74.8 Flexura

10、l Strength (MPa) 18.3 12 Tensile Strength (MPa) 9.63.4 7.62.8 表1 PGA石墨和PG25的典型材料特性表2 实验综述Experiment No Material Specimen dimension (Length, width, depth) 1 PGA graphite parallel to brick axis 190x23x22 mm 2 PGA graphite perpendicular to brick axis 190x35x25 mm 3 PG25 180x35x25 mm 4,5,6 PGA graphite

11、parallel to brick axis 190x23x22 mm 7,8 PGA graphite perpendicular to brick axis 190x35x25 mm 9 PG25 180x35x25 mm 图3 在PGA样品砖垂直轴中应变计的位置，尺寸mm。前后开孔中孔直径的差异来确定初始应力。附件一介绍了决定测量扭曲强调理论。对于石墨梁的穿孔过程没有进行。相反，基准孔直径进行测量时，光束被加载和卸载。装载过程中，装载过程中，应变连续监测仪使用数据记录系统。正如将要看到的扭曲后应变计的读数。PGA的样品，切轴平行于块，被用于三个步骤和在每个载荷步骤测量的参考以及测量孔的直

12、径装载。类似于在PGA中进行测量提取出来的块的垂直轴，也是的PG25样本。43 结果对美国PGA石墨E的实验测定值与表3报告的值进行了比较。值得注意的是，在平行方向的测量值大于拉应力的值，而在垂直方向的测量值小于所报的值。PG25石墨E的实验测定值为2GPa，不确定度为0.4GPa。表3测量和报告的PGA石墨的E的实验测定值PGA graphite Parallel to Brick axis Tension (reported) 11.03.4GPa Compression(reported) 7.62.1GPa Measured Values 11.30.4GPa 用于测量孔扭曲的典型结果

13、见图4。正如所料，如图4a所示，在梁上半部分的参考孔(z= 0到12.5毫米）的拉伸和压缩低一半。一个典型的角孔变形对应的深度为22毫米，如图4b所示。最大应变发生在= 90，相对应的光束中的最大主应力方向。图4. 典型的测量孔扭曲造成的气动潜孔锤测量 a)通过厚度变异株 b）孔变形角度变化图5至7株实验说明了他们从测量基准孔扭曲的测定结果。同时显示在石墨表面的压力测量光束和一般可以看到有很好的应变之间的测量方法的一致性。例如，图 5说明了在第一个载荷不确定的品种，这是显而易见的，通过厚度小于100株微观可以测量使用气动潜孔锤的方法。图6说明了详细的表面应变之间以及通过厚度从PGA中取得样本的

14、气动潜孔锤测量应变分布的比较。该一致性是非常好的。图7显示的结果获得了高度多孔PG25样本。通过应变测量的DHD厚度明显较杂乱，只有与实测表面应变合理的协议可以得到超过平均间隔为1mm株。这也是值得注意的，表面应变如图7所示株没有通过深度的线性关系。正在做进一步的工作，了解这一点。空气的探针系统的精度是主要贡献者的测量误差。该系统拥有约0.5m的位移测量精度。在应力测量中的相应的精度是成正比的杨氏模量。在图8所示各点误差为0.27MPa和图9 中0.15MPa。图 5. 在第一加载步的DHD菌株，提取的美国PGA石墨梁轴平行于砖图6. 比较深钻孔应变和应变计读数，美国PGA砖轴垂直于样品图7. 比较深钻孔应变和应变计读数，PG25图8. 比较深孔钻孔应力测试和理论，美国PGA砖轴垂直于样品图9. 气动潜孔锤应力测试，PG254结束语在所有实验中通过纵向深度分布线性株，预计与上表面和底部的拉压应力。该DHD方法已通过测量A株厚度被证明，并强调与外表面应变计配合良好。结果表明，该方法能够衡量在通过增量为0.2mm的深度拉伸和压缩株。该技术的测量灵敏度相对较低的品种表现出PGA石墨在图5和6的结果。为在图6所示的相应的应力应变分布如分布图8所示，并表明小于1MPa的压力测量。与测量石墨孔隙的PG