残余应力影响压痕尺寸和隆起量的研究

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1、JournalofMechanicalStrength机械度2009，31(1)：063—067残余应力影响压痕尺寸和隆起量的研究RESEARCHoND咖NTATIoNSIZEANDPLASTICPⅡE—UPAFFECTEDBYRESⅡ)IAI，STRESS孙渊王庆明徐建辉张静(1．上海电机学院机械学院，上海200240)(2．华东理工大学机械学院，上海200237)SUNYuan·WANGQingMing2XUJianHuiZHANGJing(1．MechanicalEngineeringSchool，ShanghaiDianfiU

2、niversity，Shanghai200240，China)(2．SchoolofMechanicalEngineering，EastChinaUniversityofScienceandTechnology，Shanghai2~237，China)摘要残余应力的存在直接影响材料的力学性能，在压痕法中影响其压痕形状大小、压入载荷一位移曲线和隆起量，因此通过比较压痕形状大小、压入载荷一位移曲线和隆起量的大小，可以推断出构件内部残余应力，再通过有限元研究不同程度的残余应力对压痕形状、压入载荷一位移曲线和隆起量的影响。研究结果表明，残余压

3、应力使压痕尺寸变小，残余拉应力使压痕尺寸变大，不同性质和大小分布的残余应力使压痕形状为椭圆形，压入载荷～位移曲线斜率和隆起量高度随着残余压应力的增加而增加，随着拉应力的减小而减小，当构件内部存在一定程度的残余拉应力时，随着压入载荷的继续增加出现负隆起量(沉降量)，沉降量的大小与压入载荷的大小和残余拉应力的程度有关。关键词残余应力压痕形状压入载荷一位移曲线隆起量中图分类号TB1153I-I123．4AbstractThemechanicalpropertyofmetalmaterialsisstronglyafectedbytheirr

4、esidualstress．Alsotheindentationsize，inden—rationload-depthcurveandthedevelopmentofpile-·upwitharigidspherearesensitivetotheresidualstressduringtheindentationpro·cess．Sotheresidualstresscouldbededucedbycomparingtotheindentationsizeandheightofthepile—uparoundtheindentati

5、on．Therefore，awiderangeofmaterialswithdiferentresidualstressweredescribedbythefiniteelementmethodtostudytheindentationsize，indentationload—depthcurve，developmentofpile—upinducedbyresidualstress．Resultsshowthattheindentationsizedecreaseswiththecompressionresidualstressan

6、dincreaseswitIlthetensileresidualstress．Theprofileoftheindentationcotddbeoval—shapedduetothedistributionoftensileresidualstressandcompressionresidualstress．Andtheslopeofload—depthcurve，theplasticpile—upheightenlargewi山increasingofthecompressionresidualstressunderload．de

7、creasewithdecreasingofthetensileresidualstress．Itisalsoshownthatthesink-inevolvesandincreasesgradualyascontinuesincreasingloadinducedbythetensileresidualstress，theamountofsink-ineoaldberelatedtothetensileresidualstressandthemagnitudeofload．KeywordsResidualstre~；Indentat

8、ionprofile；Indentationload-depthcurve；Plasticpile-upCorrespondingauthor：SUNYuan，E-mail：shsunyuan@sohu．corn，Tel