殘余應(yīng)力測(cè)量鉆孔應(yīng)變釋放法-鋼鐵標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)(編輯修改稿)
2024-08-11 22:01 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 測(cè)試，測(cè)試點(diǎn)分布如圖1所示。壓痕法應(yīng)力測(cè)量采用漢中產(chǎn)雙向應(yīng)變片BE1202BA，測(cè)試沿焊縫方向的縱向殘余應(yīng)力和垂直焊縫方向的橫向殘余應(yīng)力，選用測(cè)量設(shè)備為中科院金屬研究所研制的KJS2型壓痕應(yīng)力測(cè)試儀。壓痕打擊裝置形成壓痕后，測(cè)試儀自動(dòng)讀取縱向殘余應(yīng)變和縱向殘余應(yīng)變的應(yīng)變?cè)隽?，再按測(cè)試儀面板上的“應(yīng)力”鍵，儀器內(nèi)置程序自動(dòng)進(jìn)行縱向殘余應(yīng)力和橫向殘余應(yīng)力的計(jì)算。X射線衍射法測(cè)量選用測(cè)量設(shè)備為愛特斯研究所生產(chǎn)的X射線衍射分析儀，測(cè)試縱向殘余應(yīng)力，測(cè)試前必須對(duì)表面進(jìn)行清理和電解拋光。測(cè)試過程參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 77042008《無損檢測(cè) X射線應(yīng)力測(cè)定方法》進(jìn)行[2]。5432110987611121314151617181920275275300300YX焊縫212223242526325圖1 殘余應(yīng)力測(cè)試點(diǎn)分布圖 試驗(yàn)結(jié)果與分析圖1中測(cè)試點(diǎn)1至點(diǎn)點(diǎn)6至點(diǎn)10以及電11至點(diǎn)15分別為中科院金屬研究所、上海出入境檢驗(yàn)檢疫局和武鋼研究院三家單位采用盲孔法測(cè)試殘余應(yīng)力的測(cè)試點(diǎn)。通過應(yīng)變片采集得到縱向和橫向的釋放應(yīng)變，扣除相應(yīng)的鉆削加工應(yīng)變，得到真實(shí)應(yīng)變，再依據(jù)盲孔法計(jì)算公式求得沿縱向和橫向的殘余應(yīng)力[3]。盲孔法計(jì)算公式如下[4]： （1） （2）式中：sx、sy分別為縱向殘余應(yīng)力和橫向殘余應(yīng)力，Dex和Dey分別為釋放應(yīng)變De扣除加工應(yīng)變Dem后得到的縱向和橫向的真實(shí)應(yīng)變。測(cè)量系數(shù)k1= ，k2=。鉆削加工應(yīng)變Dem和釋放應(yīng)變De的關(guān)系：Dem=。依據(jù)公式（1）和公式（2）得到三家單位殘余應(yīng)力測(cè)試結(jié)果如表1至表3所示。為研究縱向殘余應(yīng)力和橫向殘余應(yīng)力隨測(cè)試點(diǎn)離焊縫距離的分布規(guī)律，繪制三家單位測(cè)試殘余應(yīng)力sx、sy與測(cè)點(diǎn)離焊縫中心距離曲線圖，如圖2和圖3所示。觀察圖2和圖3可以發(fā)現(xiàn)三家單位測(cè)試結(jié)果都存在同樣的規(guī)律：沿焊縫方向縱向殘余應(yīng)力sx在焊縫中心位置最大，測(cè)量值基本接近材料的屈服強(qiáng)度，在焊縫及熱影響區(qū)縱向殘余應(yīng)力sx為拉應(yīng)力，母材部分縱向殘余應(yīng)力sx為壓應(yīng)力，且隨著測(cè)試點(diǎn)離焊縫中心距離變遠(yuǎn)，縱向殘余應(yīng)力sx基本呈線性減小；垂直焊縫方向的橫向殘余應(yīng)力sy在焊縫中心位置最大，基本表現(xiàn)為拉應(yīng)力，熱影響區(qū)及母材位置分布其它4個(gè)測(cè)試點(diǎn)均為壓應(yīng)力，且橫向殘余應(yīng)力測(cè)試值變化幅度較小，無明顯規(guī)律。三家單位采用盲孔法測(cè)試殘余應(yīng)力的變化規(guī)律存在很好的一致性。但各測(cè)試點(diǎn)殘余應(yīng)力測(cè)量值存在一定的偏差，峰值應(yīng)力最大相差113 MPa，相差27%。這與諸多因素有關(guān)，譬如測(cè)試點(diǎn)打磨程度的不同、鉆孔深度的不同，局部組織不均勻等等。同一塊試板上沒有完全相同的測(cè)試點(diǎn)，三家單位測(cè)試結(jié)果的不同，工程上是可以接受的。表1 中科院金屬所盲孔法測(cè)試殘余應(yīng)力結(jié)果測(cè)點(diǎn)編號(hào)測(cè)點(diǎn)焊縫中心距離/mm釋放應(yīng)變真實(shí)應(yīng)變殘余應(yīng)力/MPa163861765398402452582811133219763107511301741633814919310422948505521793241224124表2 上海出入境檢驗(yàn)檢疫局盲孔法測(cè)試殘余應(yīng)力結(jié)果測(cè)點(diǎn)編號(hào)測(cè)點(diǎn)焊縫中心距離/mm釋放應(yīng)變真實(shí)應(yīng)變殘余應(yīng)力/MPa66649743968367482424228134083224921391419855919376
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