金属材料,残余应力,钻孔应变法

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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划金属材料,残余应力,钻孔应变法　　第15届全国残余应力学术交流会论文　　盲孔法测残余应力原理及几种打孔方式简介　　王晓洪赵怀普　　引言　　机械零部件和构件在制造加工的过程中由于不同的制造工艺，例如铸造、切削、焊接、热处理等，都会在材料中产生残余应力。残余应力的存在，一方面工件会降低强度，使工件在制造时产生变形和开裂等工艺缺陷；另一方面又会在制造后的自然释放过程中使工件的尺寸发生变化或者使其疲劳强度等力学性能降低,从而影响到它们的使用安全性。因而，了解残余应

2、力的状态对于确保工件的安全性和可靠性有着非常重要的意义。　　目前，比较成熟且普遍应用的残余应力测试方法分为两大类：无损检测法和机械检测法。无损法在检测过程中不对工件产生创伤，机械法在测量的过程中要对工件体做全部或部分的破坏，例如切割法和环芯法对工件的破坏较大，而盲孔法对工件的破坏较小，因而盲孔法又称半无损法。本文主要针对盲孔法的原理和几种打孔方式给于介绍。　　1　　σ目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从

3、业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　1　　2　　图1盲孔法残余应力测量原理图　　一、盲孔法测残余应力的基本原理　　盲孔法最早由由德国人于1934年首先提出，以后经长期不断地改进和完善，目前已成为应用最广泛的残余应力测量方法之一。美国材料试验协会ASTM已于1981年制订了测量标准　　EE?　　????????113??2　　(?1??3)2?2?2??1??3?　　????E??????E　　(1)13?2　　?2(?1??3)2?2?2??1??3?　　?2?2??1??3tg2?????3??1?　　式中：　　ε1、ε2、ε3—三个方向释放应变；ζ1、ζ2—

4、最大、最小主应力；　　θ—ζ1与1号片参考轴的夹角；　　E—材料弹性模量；A、B—两个释放系数。　　其中A、B系数与钻孔的孔径、应变花尺寸、孔深有关因素：目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　1、应变片的粘贴质量。应变片粘贴不好会引起数据漂移和精度下降。　　。　　盲孔法测量残余应力的原理如图1所示，假设一个各向同性材料上某一区域内存在一般状态的残余应力场，其最大、最

5、小主应力分别为ζ1和ζ2，在该区域表面上粘贴一专用应变花，在应变花中心打一小孔，引起孔边应力释放，从而在应变花丝删区域内产生释放应变，根据应变花测量的释放应变就可以计算出残余应力：　　。　　盲孔法测残余应力的误差主要有以下几个　　1　　2、钻孔装置安装时的对中偏心引起的误差。钻孔前必须用专用对中显微镜调整中心位置。　　3、钻孔时产生的附加应变。它可以用两次钻孔并改变钻速的方法减小附加应变。　　4、释放系数A、B值的误差。盲孔法的优点在于：　　1、由于其打孔直径小，对材料破坏性较小，可以测量较小范围内的应力，可以广泛地应用于各种零部件和构件的实际测量中。适于测量梯度变

6、化比较大的残余应力场，如焊接应力场。　　但盲孔法也有其自身的缺点：目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　1、盲孔法测量中的应力释放属于部分释放，释放应变测量灵敏度只有剖分法的25%，因此盲孔法测量精度低，不太适合低水平残余应力测量。　　2、盲孔法测量的仅仅是表面残余应力，无法测量材料内部的残余应力。　　量。该设备的主要技术指标有：对中精度、钻孔直径、钻孔深度等。　　

7、钻孔打孔法的优点在于其操作比较简单，且设备价格较便宜。目前郑州机械研究所生产的的ZDL—Ⅱ型钻孔装置已是国内市场很成熟的产品。　　钻孔打孔的缺点在于它在钻孔时产生的加工应变，这种加工应变是由刀具切削金属时对孔壁的挤压造成的。这种附加应变有很大的不确定性，影响了残余应力测量精度。减小钻孔加工应变首先可以从操作上入手，例如要钻φ的孔，可以首先钻φ，再钻φ，并且在钻φ的孔时降低钻机的转速，这样就可以明显减小加工应变。另外也可以近似地从测量释放应变中直接减去实验标定出的加工应变。郑州机械研究所生产的钻孔装置还采用专用的短柄麻花钻，以减小钻头旋转时的摆动幅度，进一步降低加