殘余應(yīng)力測(cè)量鉆孔應(yīng)變釋放法-鋼鐵標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)-在線瀏覽
2024-08-25 22:01本頁(yè)面
【正文】 相垂直的應(yīng)變片分別平行和垂直焊縫方向）4) 鉆小孔、讀應(yīng)變應(yīng)變片貼好并固化后連接應(yīng)變儀，鉆后10秒即可從應(yīng)變儀上讀取釋放應(yīng)變。測(cè)出這種釋放應(yīng)變，即可利用相應(yīng)的計(jì)算公式（柯西公式）反求測(cè)點(diǎn)處的原始?xì)堄鄳?yīng)力。1) 基本原理焊件內(nèi)部存在殘余應(yīng)力場(chǎng)，在應(yīng)力場(chǎng)內(nèi)任意處鉆一直徑和深度的盲孔后，該處的金屬連同其中的殘余應(yīng)力即被釋放，同時(shí)原有的殘余應(yīng)力也失去平衡。到目前為止，小孔法已在美國(guó)、歐洲等許多國(guó)家采用，在我國(guó)也有許多生產(chǎn)和研究單位采用。但硬度法和納米壓痕法目前只能定性測(cè)量，而壓痕應(yīng)變法是其中最具現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值的方法，該方法的特點(diǎn)是非破壞性、方便性和準(zhǔn)確性。這類方法的特點(diǎn)是破壞性和不受材料組織結(jié)構(gòu)控制，對(duì)大應(yīng)力梯度場(chǎng)的測(cè)量有誤差。例如全釋放應(yīng)變法將構(gòu)件徹底切割破壞，使應(yīng)力得以全部釋放，對(duì)于應(yīng)力梯度不大的情況，可以獲得十分精確的結(jié)果；盲孔法屬于半破壞性方法，它要在構(gòu)件表面鉆一盲孔（180。破壞或半破壞性的應(yīng)力釋放法 利用切割或鉆（套）孔使構(gòu)件中的殘余應(yīng)力得到全部或部分釋放，根據(jù)釋放應(yīng)變和釋放方法求出相應(yīng)的殘余應(yīng)力大小。例如X射線衍射法和中子衍射法利用材料的晶格常數(shù)在應(yīng)力作用下發(fā)生變化形成不同的衍射峰來(lái)測(cè)定殘余應(yīng)力；磁性法利用材料在應(yīng)力誘導(dǎo)下產(chǎn)生磁致伸縮效應(yīng)或Baukhausen噪聲來(lái)測(cè)定殘余應(yīng)力。 起草過(guò)程殘余應(yīng)力的存在往往對(duì)構(gòu)件（特別是焊接產(chǎn)品）的使用帶來(lái)重大影響，如加速疲勞斷裂，促進(jìn)應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂等，了解殘余應(yīng)力大小和分布的主要方法就是應(yīng)力的測(cè)定?！督饘俨牧?殘余應(yīng)力測(cè)定 鉆孔應(yīng)變法》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)編制說(shuō)明 工作簡(jiǎn)況 任務(wù)來(lái)源根據(jù)全國(guó)鋼標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)《鋼標(biāo)委 [2011]29號(hào)文件》“關(guān)于轉(zhuǎn)發(fā)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)2011年第二批國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制修訂項(xiàng)目計(jì)劃的通知”所下達(dá)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)修訂計(jì)劃，《金屬材料 殘余應(yīng)力測(cè)定 鉆孔應(yīng)變法》標(biāo)準(zhǔn)列入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)修訂計(jì)劃，計(jì)劃編號(hào)為20111035T605。該標(biāo)準(zhǔn)由武漢鋼鐵（集團(tuán)）公司、中國(guó)科學(xué)院金屬研究所和上海出入境檢驗(yàn)檢疫局、武漢理工大學(xué)、武昌造船廠等單位共同負(fù)責(zé)起草?？梢园熏F(xiàn)有的殘余應(yīng)力測(cè)量方法分成三大類：無(wú)損的物性法 這一類方法利用材料在應(yīng)力作用下物理性能發(fā)生變化的特點(diǎn)來(lái)測(cè)定殘余應(yīng)力。這類方法的特點(diǎn)是非破壞性和對(duì)材料組織結(jié)構(gòu)的過(guò)分依賴。此類方法多數(shù)利用電阻應(yīng)變片作為測(cè)量敏感元件，測(cè)定精度較高。），在工程上應(yīng)用較廣。無(wú)損的（壓痕）應(yīng)力疊加法 此類方法和應(yīng)力釋放法相反，采用特定壓頭壓入材料表面，通過(guò)壓痕獲得附加應(yīng)力場(chǎng)，再根據(jù)附加應(yīng)力場(chǎng)誘導(dǎo)的位移場(chǎng)變化信息來(lái)獲得殘余應(yīng)力，包括硬度法、納米壓痕法和壓痕應(yīng)變法。小孔法是德國(guó)人Mather于1934年最早提出的，此后，特別是五十年代以后，許多國(guó)家的研究者對(duì)此進(jìn)行了大量的研究。美國(guó)ASTM于1981年正式頒布了E83781標(biāo)準(zhǔn)《小孔法測(cè)量殘余應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法，1985年、1989年、1995年、1999年、2001年和2008年又作了六次修改與補(bǔ)充。此時(shí)盲孔周圍將產(chǎn)生一定量的釋放應(yīng)變，其大小與被釋放的應(yīng)力是相應(yīng)的。2) 測(cè)量前準(zhǔn)備釋放系數(shù)標(biāo)定、附加加工應(yīng)變的測(cè)定、鉆孔設(shè)備的檢查和調(diào)整，包括應(yīng)變儀的使用。5) 計(jì)算殘余應(yīng)力按柯西公式或標(biāo)定公式計(jì)算殘余應(yīng)力的主應(yīng)力和方向。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行了廣泛調(diào)研[1～27]，于2012年8月提出《金屬材料 殘余應(yīng)力測(cè)定 鉆孔應(yīng)變法》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)征求意見(jiàn)稿草案。MG TN5035 與之內(nèi)容相似，為企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。CB 339592采用低速鉆和事先標(biāo)定常數(shù)一次鉆孔最終測(cè)量應(yīng)變的方法測(cè)定金屬材料近表面的殘余應(yīng)力，適合國(guó)內(nèi)大部分單位的實(shí)際情況。高速鉆的方法等同采用ASTM E83708的主體內(nèi)容，低速鉆的方法則借用CB 339592采用低速鉆和事先標(biāo)定常數(shù)一次鉆孔最終測(cè)量應(yīng)變扣除加工應(yīng)變的方法測(cè)定金屬材料近表面的殘余應(yīng)力，但內(nèi)容會(huì)有修改。同時(shí)也吸收由英國(guó)國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室組織20家單位開(kāi)展鉆孔應(yīng)變法和X射線法XRD的實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)的結(jié)果作為資料性附錄供
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