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残余应力测量很重要,衍射残余应力

2020/5/11 16:58:46发布还有6天8小时过期浏览 短信发送 收藏 举报 帖子管理 分享
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详情介绍

什么是残余应力?

与外部载荷无关,结构和材料内部存在内部应力。这些应力称为残余应力。残余应力引起对应于晶格间距变化的应变。残余应力自发地达到平衡,因为拉伸残余应力被称为有害的压缩残余应力被认为是有益的


剪应力

为什么残余应力测量很重要?

机械加工,焊接,喷丸,热处理和磨削等制造过程会产生残余应力。残余应力测量是确定组件在使用寿命中是否可以承受苛刻负载和应力条件的一种基本方法。也可以通过适当的方法有意地引入它们。

残余应力测量方法

有许多方法可以测量残余应力。这些方法通常分为基于非破坏性,半破坏性和破坏性或基于衍射的方法,基于应变松弛的方法和其他方法。所有残余应力测量方法都是间接的。残余应力是从诸如弹性应变或位移之类的测量值中计算或得出的。

基于衍射的残余应力测量方法:

在基于衍射的方法中,使用布拉格定律测量弹性应变,并根据胡克定律以及弹性模量(E)和泊松比(v)来计算应力。

X射线衍射法

与可见光相比,X射线具有高能量和短波长,使其非常适合探测晶体材料中的晶面距离(=残余应力)。X射线衍射技术为质量控制评估提供了可靠的数据。该技术适用于所有晶体材料,包括陶瓷。X射线衍射方法可测量*对应力,而无需校准的无应力样品。残余应力测量结果以*对MPa值表示。

中子衍射法

中子衍射(ND)提供完整的残余应力张量σ11(平行于表面),σ22(平行于表面)和σ33(垂直于表面),用于对厚组件进行分析。与XRD一样,ND也使用布拉格定律测量弹性应变,并根据胡克定律以及弹性模量(E)和泊松比(v)计算应力。由于用于中子产生的昂贵的固定衍射仪,用于残余应力测量的中子衍射尚未广泛获得并且容易获得。

同步加速器衍射法

同步加速器衍射是X射线衍射的更高能级。对于具有复杂几何形状的组件,可以使用同步加速器衍射,但是通常组件的大小受到限制。世界各地只有许多同步加速器设施,这使得该方法不便于携带且具有成本效益。

钻孔法测量残余应力

钻孔是测量残余应力常用的应力松弛技术。通过在目标区域中钻一个小盲孔来去除应力材料,孔周围的材料自发地找到新的应力平衡。这导致孔附近的表面移位。

钻孔应变计法

使用污点规方法,将特殊的应变仪安装在要测量的表面上。残余应力在松弛应变仪上测量。

ESPI钻孔方法

使用ESPI方法,通过使用光学干涉仪测量表面附近的位移。然后,将测得的位移用于计算钻孔之前体积中存在的应力。



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