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1、检测平面磨削残余应力的测试方法,!冯宝富!赵恒华!蔡光起摘要：磨削过程产生的残余应力对零件的使用性能有很大影响，确定它的大小和性质对于评价零件的性能非常重要。文中阐述了平面磨削残余应力的测试方法，分析各种测试方法的特点。关键词：磨削残余应力测试方法中图分类号：!"#$文献标识码：%文章编号：&’’’(#))$*+’’",’&(’’"-(’"在磨削过程中，磨削区磨粒与工件材料之间相互残余应力，通过测量钻孔后云纹干涉中云纹间距的变作用产生的高温和高压力，引起工件材料产生不均匀化来确定所释放的应变的大小。可在一次加载和测试的
2、塑性变形、热应力、相变和化学变化等，导致磨削后中，得到"个相互独立的应变场，从而全面地测试分析工件表面产生残余应力。残余应力的测量一般分为破出其应变状况，提高了测试精度2-3。其应变的计算公式坏性测量和非破坏性测量两种方法。为：&’.+(’.&!破坏性测量方法#./23*",&$(破坏性测量方法是部分或全部破坏试件，使残余式中&———光栅频数，即每毫米长度上的条纹数应力释放，力和力矩的平衡被破坏，获得由此引起的$(———所选的,方向上很小的距离间隔试件变形，再根据弹性理论求出残余应力。因而也称’.+9’.&———钻孔前
3、后在$(上的云纹数。为机械测量法或间接法。常用的破坏性测量方法有切同理可求得应变##-:和#1。割法、钻孔法、剥层法等。*",剥层法剥层法是采用铣、研磨抛光、腐蚀、电*&,切割法切割法是在要测量残余应力的方解腐蚀或电火花剥蚀等对已磨削表面进行剥层，使表向，把试件切割成大量窄条，并由释放的应变求得残层残余应力释放，引起试件产生变形。通过测量挠度、余应力。有时候不切断而切成梳齿状，也可把板切成曲率或应变，再根据弹性理论求出残余应力。腐蚀剥层若干方块，由释放的双向应变求得双向残余应力。或连续均匀，附加应力小，具有较高的测量精
4、度，但腐蚀在板中央沿,、-方向各切下一细长的矩形试样，测量时间长，对环境有污染。铣和研磨抛光剥层法属于间断出应力释放前后此处长度的变化，计算出残余应力。测试法，简便实用，测试周期短。由于这些小块残留的应力，使得残余应力的计算结果去除层厚度的确定可用称重法计算和测量法。出现偏差。小块中残留的应力随分割小块的尺寸而降被测变形参量是试件的曲率，计算公式为2#，73：低。分块厚度越小，精确性越高。但分块尺寸太小，将!*+(*,+4)+!*+(*,!5无法在上面固定测量装置测量变形2&，+3。残余应力"."/74*(")0"+6
5、)4**#,和"由释放的应变#和#求得2"，#3：1.1式中"———距离表面深度*处的残余应力"./(!*#.0!#1,*&,+———试件厚度&(!+!———材料的弹性模量!""#$+%#10!#.,*+,)———试件的曲率，)/)&(!5()6切槽法即在试件上切槽，由于切槽而形成残余应)5———去除表面层*后试件曲率力的释放区，测量此部分的应变，从而求出残余应力。)6———试件的初始曲率*+,钻孔法钻孔法是在存在残余应力的板材上*———去除层的厚度钻孔，残余应力的释放将在已加工表面产生变形，根如果试件为平板，测定出平
6、板剥层过程中沿板面据孔周围的变形求出残余应力。孔周围应变的测量可的曲率).、)1，则在深度为*处的(和"方向的残余采用机械测长法、电阻应变仪和光弹覆膜法等2#3。2#3应力可由下式求得：应用"个方向灵敏度的光栅、云纹干涉技术测试!4).4)1".**,/*+(*,+0!7*&(!+,2*4*4*,3,辽宁省自然科学基金资助项目*编号：-)78-’7&,机械制造!"卷第!#"期!""#$%!"检测.&/%#&"!%!#$!!6!$’+%!#$!!6!""%8!对晶体晶格衍射并产生干涉现象，干涉线满足布拉格-&"!$"!#
7、定律，因而可求出晶格原子的面间距，根据面间距的改"$%"!)’$!+%,&!’!(%#&"!%’"""!*变以及和无应力状态的比较，可确定加载应力或残余.&/%#&"!%!6$!!#!$’+%!6$!!#!""%+!应力。=射线法可测定宏观和微观残余应力。=射线法-可见式%/!是式%8!或%+!的简化，适用于长宽比测量深度约,2$>。通过局部剥除表面层或斜面法，也较大的工件。能近似确定较深处的应力分布。被测变形参量是试件的挠度，计算公式为(+*：=射线法与挠度法相比具有以下优点：非破坏性%#&"!’#(/&%!&%#&
8、’"$#"!(表面测量，可变的测量面积，可重复测量。缺点是耗费"%"!))’0#"#".&!.1%,$!#&"时间。用角度仪和比例探测仪测一个应力值需几个小.&!.%#&"!’#(#"时。通过计算机自动控制测量过程和计算，采用位置敏&"(#"%!%!$"#(*3%4!21%,$!#"#&"感探测仪，可相对提高测量速度(’*。#&"
