表面残余应力测试方法
压痕法残余应力测试
压痕法残余应力测试压痕法残余应力测试是一种常用的测试方法，用于评估材料表面的残余应力。
在材料制备或使用过程中，由于各种因素的影响，材料内部会形成一定的应力场。
这些残余应力可能会影响材料的性能和寿命，因此了解和控制残余应力对于材料工程来说非常重要。
在进行压痕法残余应力测试时，首先需要在待测试材料的表面施加一个样品尺寸相对较小的压痕。
这个压痕通常采用金刚石压头或硬质球体进行，因为金刚石具有较高的硬度和刚性，能够施加较大的压力而不易变形。
通过压痕产生的弹性变形和塑性变形，可以间接地测量出残余应力的大小和分布情况。
压痕法残余应力测试的原理是基于弹性力学和塑性力学的基本理论。
在施加压痕之前，材料表面是没有残余应力的。
但是，由于压痕会引起材料的局部弹性变形和塑性变形，会在其周围产生一定的应力场。
这些残余应力是由变形过程中的弹性回复和塑性留下的位错等缺陷引起的。
通过测量压痕的大小和形状以及周围材料的变形情况，可以计算出残余应力的大小和分布情况。
通常，在进行压痕法残余应力测试时，会使用光学显微镜或扫描电子显微镜等设备对压痕进行观测和测量。
通过分析压痕的几何形状参数，结合合适的数学模型和理论，可以得到残余应力的精确值。
压痕法残余应力测试在材料科学和工程的许多领域中得到了广泛的应用。
它可以用于评估不同材料的制备工艺对残余应力的影响，以及不同材料在使用过程中的变化情况。
压痕法残余应力测试还可以用于研究材料的应力分布和应力引起的变形行为，进一步理解材料的力学性能和行为规律。
总结回顾起来，压痕法残余应力测试是一种基于压痕的方法，用于评估材料表面的残余应力。
通过测量压痕的大小和形状，以及分析周围材料的变形情况，可以计算出残余应力的大小和分布情况。
这项测试在材料科学和工程领域具有广泛的应用，对于了解和控制材料的残余应力非常重要。
在本次的文章中，我们介绍了压痕法残余应力测试的基本原理和测试方法。
通过这项测试，可以评估材料表面的残余应力，进一步了解材料的性能和寿命。
工程陶瓷磨削表面残余应力的测量新方法
工程陶瓷磨削表面残余应力的测量新方法工程陶瓷材料由于具有高硬度、高强度、高温耐受性、抗腐蚀等优良性能，在航空航天、电子、医疗等领域得到广泛应用。
然而，在加工过程中，由于工艺参数、机器精度等因素的影响，会导致材料表面产生不同程度的残余应力，进而影响其使用寿命和性能。
传统的残余应力测试方法，如X射线衍射、中子衍射等，存在着测量时间长、需要专业人员、设备昂贵等缺点。
因此，本文提出了一种新的工程陶瓷磨削表面残余应力的测量方法——基于表面变形的
红外热像测量法。
该方法基于工程陶瓷表面的热导率和热膨胀系数与实际表面变
形之间的关系，通过红外热像仪捕捉工件在加工过程中的热辐射，计算表面变形的大小及其分布，进而得到工件表面的残余应力。
该方法具有测量时间短、精度高、无接触、不破坏等优点，适用于各类工程陶瓷材料的表面残余应力测试。
据实验结果表明，该方法能够准确测量工程陶瓷表面的残余应力，并能反映出加工参数对表面残余应力的影响，为工程陶瓷及其制品的加工提供了一种新的残余应力测试手段。
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侧倾法测定残余应力
侧倾法测定残余应力残余应力是指材料在无外力作用下仍存在的内部应力。
它通常由于材料的制备过程、加工工艺、温度变化等因素引起。
残余应力的存在会对材料的性能和使用寿命产生重要影响，因此准确测定残余应力是材料科学与工程领域的重要课题之一。
其中，侧倾法是一种常用的测定残余应力的方法之一。
侧倾法是一种非破坏性的测定残余应力的方法。
它基于材料在受到外力作用后会发生形变的原理，通过测量材料表面的侧倾角来间接推算残余应力的大小。
具体而言，侧倾法是通过在材料表面切割一条细长的槽口，然后通过测量槽口两侧的侧倾角来计算残余应力的大小。
在进行侧倾法测定残余应力时，首先需要制备一块待测材料样品。
样品的制备过程中需要注意保持样品的完整性和表面的平整度，以确保测量结果的准确性。
然后，在样品表面切割一条细长的槽口，槽口的位置和尺寸需要根据具体的测量要求进行选择。
为了方便测量，可以在槽口两侧标记一些参考线。
接下来，使用测量仪器如侧倾计或光栅仪对槽口两侧的侧倾角进行测量。
通过测量结果和相应的计算公式，可以得到残余应力的大小。
侧倾法测定残余应力的优点在于其非破坏性和操作简便性。
相比于其他测量残余应力的方法，侧倾法无需进行材料的破坏性试验，能够保持材料的完整性。
此外，侧倾法的操作也相对简单，一般只需要一些基本的测量仪器即可进行测量。
因此，侧倾法广泛应用于材料科学、工程、制造业等领域。
然而，侧倾法也存在一些限制和注意事项。
首先，侧倾法对样品的要求较高，样品的制备和处理需要仔细操作，以确保测量结果的准确性。
其次，侧倾法只能测量材料表面的残余应力，不能得到材料内部的应力分布情况。
因此，在具体应用中需要根据实际需求选择合适的测量方法。
侧倾法是一种常用的测定残余应力的方法。
通过测量材料表面的侧倾角，可以间接推算残余应力的大小。
侧倾法具有非破坏性和操作简便性的优点，广泛应用于材料科学和工程领域。
然而，在使用侧倾法进行测量时需要注意样品的制备和处理，以确保测量结果的准确性。
x射线衍射测量残余应力实验指导书
X射线衍射方法测量材料的残余应力一、实验目的与要求1.了解材料的制备过程及残余应力特点。
2.掌握X射线衍射（XRD）方法测量材料残余应力的实验原理和方法。
二、了解表面残余应力的概念、分类及测试方法种类, 掌握XRD仪器设备的操作过程。
三、实验基本原理和装置..1.X射线衍射测量残余应力原理当多晶材料中存在内应力时, 必然还存在内应变与之对应, 导致其内部结构(原子间相对位置)发生变化。
从而在X射线衍射谱线上有所反映, 通过分析这些衍射信息, 就可以实现内应力的测量。
材料中内应力分为三大类。
第I类应力, 应力的平衡范围为宏观尺寸, 一般是引起X射线谱线位移。
由于第I类内应力的作用与平衡范围较大, 属于远程内应力, 应力释放后必然要造成材料宏观尺寸的改变。
第II类内应力, 应力的平衡范围为晶粒尺寸, 一般是造成衍射谱线展宽。
第III类应力, 应力的平衡范围为单位晶胞, 一般导致衍射强度下降。
第II类及第III类内应力的作用与平衡范围较小, 属于短程内应力, 应力释放后不会造成材料宏观尺寸的改变。
在通常情况下, 我们测得是残余应力是指第一类残余应力。
当材料中存在单向拉应力时, 平行于应力方向的(hkl)晶面间距收缩减小(衍射角增大), 同时垂直于应力方向的同族晶面间距拉伸增大(衍射角减小), 其它方向的同族晶面间距及衍射角则处于中间。
当材料中存在压应力时, 其晶面间距及衍射角的变化与拉应力相反。
材料中宏观应力越大, 不同方位同族晶面间距或衍射角之差异就越明显, 这是测量宏观应力的理论基础。
原理见图1。
由于X射线穿透深度很浅, 对于传统材料一般为几十微米, 因此可以认为材料表面薄层处于平面应力状态, 法线方向的应力(σz )为零。
当然更适用于薄膜材料的残余应力测量。
图1 x 射线衍射原理图图2中φ及ψ为空间任意方向OP 的两个方位角, εφψ 为材料沿OP 方向的弹性应变, σx 及σy 分别为x 及y 方向正应力。
残余应力测量方法
残余应力是指材料内部或表面存在的不平衡力，它可以对材料的性能和可靠性产生重要影响。
以下是几种常见的残余应力测量方法：
1.X射线衍射法（X-ray Diffraction, XRD）：这是一种常用的非破坏性测量方法，通过测量
材料中晶体结构的畸变来间接计算残余应力。
X射线经过材料后会发生衍射，根据衍射角度的变化可以推断出残余应力的大小和方向。
2.中子衍射法（Neutron Diffraction）：类似于X射线衍射法，中子衍射法也是通过测量材
料晶体结构的畸变来确定残余应力。
相比X射线，中子具有更好的穿透能力，因此可以深入材料内部进行测量，适用于非金属材料的残余应力分析。
3.压电法（Piezoelectric Method）：利用材料的压电效应来测量残余应力。
该方法通过将
压电传感器固定在被测物体上，然后施加外力引起压电传感器的形变，根据形变量的变化推断出残余应力的大小。
4.高斯法（Hole Drilling Method）：这是一种常用的局部测量方法，适用于金属材料。
该
方法通过在被测物体上钻一个小孔，然后测量孔周围的表面应变的变化来计算残余应力。
5.激光干涉法（Laser Interferometry）：利用激光的干涉原理来测量表面的微小位移，从
而推断出残余应力的分布情况。
激光干涉法可以提供高精度的残余应力测量结果。
需要注意的是，不同的测量方法适用于不同类型的材料和应力状态，选择合适的方法取决于具体的应用需求和材料特性。
在进行残余应力测量时，应根据实际情况综合考虑各种因素，并采取适当的措施以确保测量结果的准确性和可靠性。
盲孔法测残余应力标准
盲孔法测残余应力标准盲孔法是一种常用的测量残余应力的方法，通过在材料表面钻制一个盲孔，然后测量盲孔周围的变形来间接地获得残余应力的信息。
残余应力是在材料内部存在的一种应力状态，它不是由外部加载引起的，而是由材料的加工、焊接、热处理等工艺过程中产生的。
残余应力的存在会影响材料的力学性能和耐久性，因此准确测量残余应力对材料的质量控制和工程应用具有重要意义。
盲孔法测残余应力的标准是对这一测量方法的技术要求和规范进行了明确和规范，以保证测量结果的准确性和可比性。
标准规定了盲孔的制作方法、测量设备的要求、测量步骤和数据处理方法等内容，为盲孔法测残余应力提供了统一的操作指南和质量控制要求。
在进行盲孔法测残余应力时，首先需要选择合适的盲孔制作方法。
盲孔的制作应该遵循标准规定的尺寸和形状要求，以保证测量的准确性和可重复性。
其次，测量设备的选择和校准也是非常重要的。
标准规定了测量设备的精度要求和校准周期，确保测量结果的可靠性和准确性。
在进行盲孔法测残余应力时，需要严格按照标准规定的测量步骤进行操作，包括盲孔制作、测量设备的安装和调试、数据采集等。
在数据处理方面，标准也给出了详细的要求，包括数据的处理方法、结果的计算和报告的格式等。
这些规定和要求的制定，旨在保证盲孔法测残余应力的结果准确可靠，以满足工程实际的需要。
盲孔法测残余应力标准的制定和实施，对于推动盲孔法测残余应力技术的发展和应用具有重要意义。
它不仅可以指导和规范实际测量工作，还可以促进该技术的标准化和国际化进程。
同时，标准的实施还可以提高盲孔法测残余应力的测量水平和结果的可比性，为材料质量控制和工程应用提供可靠的技术支持。
总之，盲孔法测残余应力标准的制定和实施，对于规范和推动盲孔法测残余应力技术的发展和应用具有重要意义。
它为测量工作提供了统一的操作指南和质量控制要求，促进了该技术的标准化和国际化进程，提高了测量结果的可比性和可靠性，为材料质量控制和工程应用提供了可靠的技术支持。
大型发电机转轴表面残余应力测试方法比较
ｒ ｉ ｎ ｇ — ｃ ｏ ｒ ｅ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｔ ｏ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｒ ｅ ｓ ｉ ｄ ｕ ａ ｌ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ － ｓ ｉ ｚ ｅ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ’ Ｓ ｓ ｈ ａ ｔ ｆ ｗａ ｓ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｂ ｒ ｉ ｅ ｌ ｆ ｙ ａ ｓ ｗｅ ｌ ｌ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｉ ｓ ｏ ｎ ｗａ ｓ ｄ ｏ ｎ ｅ ｂ ｅ ｔ ｗｅ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ｕ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ ｒ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｒ ｉ ｎ ｇ — ｃ ｏ ｒ ｅ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ． Ｔｈ ｅ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｄ ｄ ａ ｔ ａ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ — ｃ ｏ ｒ ｅ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ
出现翘 曲变形或者尺寸上的变化 ， 并将有可能影 响到转轴本身的固有频率…， 这对服役期长 达几 十年的发电机来说具有很大的风 险， 因此 目前的 技术条件一般要求转 轴的残余应力≤６ ０ ＭＰ ａ 。
关键 词 ： 大 型发 电机
法 切 环法
转轴
残 余应 力测 试
环芯
中图分类号 ： Ｔ Ｍ３ ０ ６ 文献标识码 ： Ａ
大型汽轮发 电机 的转轴 作为发 电机 中最大 的转 动部件 ， 运 行时转 速一般为３ ０ ０ ０ ｒ ／ ｍｉ ｎ 或 ３ ６ ０ ０ ｒ ／ ｍｉ ｎ ， 因此 对发电机转轴的力学性能也有 较 高的要求 ， 残余应力就 是其中的一项。 一般残
造 完成 之 后的 一项 重要 测试 项 目，目前 ， 对大 型 发 电机 转 轴 表面 残 余应 力测 试 的方 法 主要 有切 环 法和环 芯 法
钻孔法测量残余应力
钻孔法测量残余应力测量原理钻孔法测量残余应力是基于材料力学中的应力释放原理。
当在材料表面钻孔时，孔周围的材料会发生弹性变形，这种变形会受到材料内部的残余应力的影响。
通过测量钻孔后的表面位移，可以确定孔周围的残余应力状态。
实验步骤钻孔法测量残余应力的实验步骤如下：1、选择合适的材料试件，进行表面处理，确保表面平整无杂质。
2、使用高精度的钻机在材料试件的表面钻孔，钻孔直径一般在0.5-1.0mm之间，孔深约为10-20mm。
3、在钻孔前、钻孔后和取下钻屑后分别使用光学显微镜观察孔周围的表面形貌，并记录下来。
4、根据观察到的表面形貌变化，计算出钻孔前后的位移量。
5、根据位移量和材料的弹性常数，计算出孔周围的残余应力。
精度分析钻孔法测量残余应力的精度主要受到以下因素的影响：1、钻孔直径和深度的精度：钻孔直径和深度的变化会影响位移量的测量精度，进而影响残余应力的计算精度。
2、表面处理质量：表面处理不干净会导致钻头受损，从而影响钻孔质量。
3、观察和测量误差：观察和测量表面形貌变化的过程中可能存在误差，导致位移量的计算不准确。
4、材料本身的力学性能：材料的弹性常数等力学性能参数的准确性也会影响残余应力的计算精度。
为了提高精度，需要采取以下措施：1、使用高精度的钻机和测量设备，确保钻孔直径和深度的准确性。
2、加强表面处理，确保表面干净无杂质。
3、使用高精度的光学显微镜进行观察和测量，减少人为误差。
4、对材料试件进行详细的质量和性能检测，确保其符合实验要求。
数据处理根据实验步骤中记录的位移量和材料的弹性常数，可以计算出孔周围的残余应力。
一般而言，钻孔法测量残余应力的数据处理可以采用以下步骤：1、计算钻孔前后的位移量差值，得到孔周围的位移变化量。
2、根据位移变化量和材料的弹性常数，利用应力释放原理计算孔周围的残余应力。
3、将计算得到的残余应力与实验前的预测值进行比较，评估测量结果的准确性。
4、如果测量结果不满足要求，可能需要重新进行实验，并检查实验步骤和数据处理方法是否正确。
一种利用纳米压痕技术测量材料表面残余应力的方法[发明专利]
![一种利用纳米压痕技术测量材料表面残余应力的方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/0eed766fe418964bcf84b9d528ea81c758f52e60.png)
专利名称：一种利用纳米压痕技术测量材料表面残余应力的方法
专利类型：发明专利
发明人：刘平平,钟韦,詹倩,万发荣,韩文妥,易晓鸥
申请号：CN202110475802.8
申请日：20210429
公开号：CN113188890B
公开日：
20220308
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及残余应力测试技术领域，具体涉及是一种利用纳米压痕技术测量材料表面残余应力的方法，该方法的具体步骤为：对拟测量材料进行纳米压痕测试，得到拟测量材料的载荷‑位移关系曲线；对得到拟测量材料的载荷‑位移关系曲线进行微分运算；根据获得的微分运算结果得到载
荷‑位移的微分曲线和微分曲线的斜率值，根据得到的斜率值对比后得到拟测量材料表面残余应力状态。
本发明的有益效果是，该方法具有测量方法简单、可直接获得被测样品表面的残余应力情况，无需无应力样品作为标样的特点。
因此可以对一些特殊材料比如金属铍的表面残余应力进行测量。
申请人：北京科技大学
地址：100083 北京市海淀区学院路30号
国籍：CN
代理机构：北京金智普华知识产权代理有限公司
代理人：朱艳华
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残余应力的测试方法
残余应力的测试方法
残余应力的测试方法有多种，以下是其中一些常用的方法：
1. X射线衍射法：该方法通过测量材料中的晶格畸变来确定残余应力的大小。
X 射线经过材料时，会发生衍射现象，通过测量衍射角度的变化，可以得到材料的残余应力。
2. 中子衍射法：与X射线衍射法类似，中子衍射法也是通过测量材料中的晶格畸变来确定残余应力的大小。
中子的波长与晶格间距相近，因此能够更加准确地测量晶格畸变。
3. 应变计法：该方法通过在材料表面粘贴应变计，测量材料的应变变化来确定残余应力的大小。
应变计可以是金属薄片或电阻应变计等，当材料受到应力时，应变计会发生形变，通过测量形变的大小，可以计算出材料的残余应力。
4. 隔离层剥离法：该方法通过在材料表面涂覆一层隔离层，剥离隔离层后测量剩余材料的形状变化来确定残余应力的大小。
由于隔离层起到了保护材料表面的作用，剥离后的材料形状发生变化可以反映出残余应力的大小。
5. 孔隙法：该方法通过在材料中制作孔隙，并测量孔隙的尺寸变化来确定残余应力的大小。
材料中的孔隙会受到应力的影响而发生变化，通过测量孔隙的变化，可以计算出材料的残余应力。
这些测试方法各有优缺点，选择合适的方法应根据具体的材料和测试要求来确定。
表面残余应力测试方法
表面残余应力测试方法嘿，咱今儿就来聊聊这表面残余应力测试方法！你说这表面残余应力就像是个藏在材料里的小秘密，咱得想办法把它给揪出来。
那咋揪呢？常见的方法就有好几种呢！比如说这X 射线衍射法，就好像是个超级侦探，能精准地探测到应力的存在和大小。
它通过 X 射线照射材料，然后根据衍射图谱来分析应力情况。
你想想，这是不是挺神奇的？还有钻孔法，这就好比是在材料上挖个小坑，然后看看它周围的反应，从而推断出残余应力。
就像你在沙堆上挖个洞，周围的沙子会有不一样的变化一样。
说到这里，我想起之前有个朋友问我：“这测试残余应力有啥用啊？”嘿，用处可大了去了！你想想，如果不了解材料的残余应力，就像闭着眼睛走路一样，说不定啥时候就摔跟头了！它能影响材料的性能、寿命，甚至在一些关键场合，可能会引发大问题呢！就拿金属制品来说吧，要是残余应力没搞清楚，用着用着突然变形了或者裂了，那多吓人啊！所以说啊，这表面残余应力测试可不能马虎。
另外，还有一种叫盲孔法的，这名字是不是挺有意思？它就像是给材料做个小手术，通过在上面钻个小孔，然后测量小孔周围的应变来计算残余应力。
那在实际操作中，可得注意很多细节呢！比如说测试环境得稳定吧，不能一会儿热一会儿冷的，那不是把结果都给搞乱了嘛！而且操作人员也得细心、专业，不然一个不小心弄错了数据，那可就麻烦了。
你说这表面残余应力是不是很神秘又很重要啊？咱得像对待宝贝一样认真对待它的测试。
每种测试方法都有它的特点和适用范围，咱得根据具体情况来选择合适的。
就好像你去买衣服，得挑适合自己身材和风格的呀！总之呢，这表面残余应力测试方法可真是个大学问，咱们得好好研究研究，把这个小秘密给摸透了，才能让材料更好地为我们服务呀！这可不是开玩笑的，要是不重视，说不定啥时候就会让你吃大亏呢！所以，可别小瞧了它哟！。
残余应力及检测方法
残余应力及检测方法一、残余应力简介及检测方法对比众所周知，工件在制造过程中，会受到各种因素的作用与影响。
当这些因素消失之后，若构件所受到的作用与影响不能完全消失，则会有部分作用与影响残留在构件内，这种残留的作用与影响，称作残余应力。
残余应力对工件有着很大的伤害，会使工件发生翘曲或扭曲变形，甚至开裂。
针对这一问题，在现在的科技环境下，产生了几种检测应力的方法，这几种方法都存在各自的优缺点，对比图如下：现阶段行业内主要使用以下几种方法检测残余应力：（1）盲孔法盲孔法的优点在于有较好精度，而缺点也比较明显，即检测过程中需要损坏材料的结构。
（2）X射线衍射法X射线衍射法经过了市场的检验，优点是技术较为成熟且稳定，缺点是检测仪器比较笨重，操作耗时且伴随着辐射。
（3）超声波应力检测法超声波应力检测法的优点在于操作简便、快速、不损伤材料，也不会对检测人员造成伤害。
而它的缺点就在于这是一项新的技术，虽然经过多家大型实验室的测验，但是市场检验度还不够高。
综合来看，超声波应力检测技术具有很大的现场适用性，下文对该技术进行详细介绍。
二、超声波应力检测技术1、超声波应力测试仪近些年国内超声波应力检测技术的研究进展较快，下图展示为我公司自主研发的一台超声波应力测试设备及配套软件，它是一款工业级高精度超声波应力测量设备，通过软件实现信号的激发和采集，根据声弹性理论进行残余应力的计算，可无损测定被测对象积聚的应力。
超声波应力测试设备（采集模块）超声波应力测试信号处理系统（显示操作模块）该设备符合国标GB/T 32073-2015《无损检测残余应力超声临界折射纵波检测方法》的要求，具备频率设置、滤波、超声激励、残余应力值计算等基本功能。
以下为该设备具有的优势和特点：•可同时测量应力、声时、壁厚、声速，实时显示超声波形，具有一定探伤功能；•配备高频数据采集卡，对上万次测量结果进行算法优化，测量结果更准确；•集成了温度传感器，通过温度补偿消除温度对检测结果的影响；•采集模块分体式设计，易于拆装，可无线连接显示操作模块，移动性强，易于现场使用；•设备可搭载锂电池独立供电，有效地解决了野外现场供电难的问题；•优良的抗干扰能力和可靠性，拥有出色的信噪比。
残余应力检测方法概述.
第1 页共 2页残余应力检测方法概述目前国际上普遍使用的残余应力检测方法种类十分繁多,为便于分类,人们往往根据测试过程中被测样品的破坏与否将测试方法分为:应力松弛法(样品将被破坏和无损检测法(样品不被破坏两类。
以下我们简单归纳了现阶段较为常用的一些残余应力检测方法。
一、常见的残余应力检测方法: 1. 应力松弛法 (1 盲孔法该方法最早由Mather 于1934年提出,其基本原理就是通过孔附近的应变变化,用弹性力学来分析小孔位置的应力,孔的位置和尺寸会影响最终的应力数值。
由于这类设备操作起来非常简单,近年来被广泛使用。
(2 切条法Ralakoutsky 在1888年提出了采用该方法测量材料的残余应力。
在使用这种方法时需要沿特定方向将试件切出一条,然后通过测量试件切割位置的应变来计算残余应力。
(3 剥层法该方法是通过物理或化学的方法去除试件的一层并测量其去除后的曲率,根据测定的试件表面曲率变化就能计算出残余应力。
该方法常用于形状简单的试件,且测试过程快捷。
2. 无损检测方法 (1 X 射线衍射法X 射线方法是根据测量试件的晶体面间距变化来确定试件的应变,进而通过弹性力学方程推导计算得到残余应力,目前最被广泛使用的是Machearauch 于1961提出的sin2ψ方法。
日本最早研制成功了基于该方法的X 射线残余应力分析仪,为该方法的推广做出了巨大的贡献。
(2 中子衍射法。
中子衍射方法的原理和X 射线方法本质上是一样的,都是根据材料的晶体面间距变化来求得应变,并根据弹性力学方程计算残余应力。
但中子散射能量更高,可以穿透的深度更大,当然中子衍射的成本也是最昂贵的。
(3 超声波法。
该方法的物理和实验依据是S.Oka 于1940年发现的声双折射现象,通过测定声折射所导致的声速和频谱变化反推出作用在试件上的应力。
试件的晶体颗粒及取向会影响数据的准确度,尽管超声波方法也属无损检测方法,但其仍需进一步完善。
残余应力的相关检验
残余应力测试经验
1被测位置打磨不平整，产品的实际位置与技术条件要求的位置有所偏差。
在确定好被测试的位置要先进行表面粗磨、再表面抛光。
对于经过粗磨的、不够清洁光滑的表面，采用抛光布轮进行表面抛光处理，在抛光过表面作进一步打磨处理，打磨时可在两个相互垂直的方向上来回进行，便于粘贴应力片并能减小由于表面粗磨可能造成的附加应力影响。
2在打磨的位置贴片操作规范。
再贴应力片前拿酒精再次擦洗，从选定测试中心部位开始，向两头粘贴应力片，两个应力片的间距不小于10mm.应力片两个相互垂直，宽度一致。
3在锯的同时速度快慢，力度大小、震动，等因素都会导致应力变化。
在锯的同时要掌握好力度，来保证数据的合理性。
残余应力测试是一个需要每一步都要仔细操作的实验，某个步骤粗心大意都可能导致测不到真实的数据或者误差特别大。
残余应力检测方法
残余应力检测方法关于构件的残余应力检测（盲孔法检测）一、前言（1）应力概念通常讲，一个物体，在没有外力和外力矩作用、温度达到平衡、相变已经终止的条件下，其内部仍然存在并自身保持平衡的应力叫做内应力。
按照德国学者马赫劳赫提出的分类方法，内应力分为三类：第Ⅰ类内应力是存在于材料的较大区域（很多晶粒）内，并在整个物体各个截面保持平衡的内应力。
当一个物体的第Ⅰ类内应力平衡和内力矩平衡被破坏时，物体会产生宏观的尺寸变化。
第Ⅱ类内应力是存在于较小范围（一个晶粒或晶粒内部的区域）的内应力。
第Ⅲ类内应力是存在于极小范围（几个原子间距）的内应力。
在工程上通常所说的残余应力就是第Ⅰ类内应力。
到目前为止，第Ⅰ类内应力的测量技术最为完善，它们对材料性能和构件质量的影响也研究得最为透彻。
除了这样的分类方法以外，工程界也习惯于按产生残余应力的工艺过程来归类和命名，例如铸造应力、焊接应力、热处理应力、磨削应力、喷丸应力等等，而且一般指的都是第Ⅰ类内应力。
（2）应力作用机械零部件和大型机械构件中的残余应力对其疲劳强度、抗应力腐蚀能力、尺寸稳定性和使用寿命有着十分重要的影响。
适当的、分布合理的残余压应力可能成为提高疲劳强度、提高抗应力腐蚀能力，从而延长零件和构件使用寿命的因素；而不适当的残余应力则会降低疲劳强度，产生应力腐蚀，失去尺寸精度，甚至导致变形、开裂等早期失效事故。
（3）应力的产生在机械制造中，各种工艺过程往往都会产生残余应力。
但是，如果从本质上讲，产生残余应力的原因可以归结为：1.不均匀的塑性变形；2.不均匀的温度变化；3.不均匀的相变（4）应力的调整针对工件的具体服役条件，采取一定的工艺措施，消除或降低对其使用性能不利的残余拉应力，有时还可以引入有益的残余压应力分布，这就是残余应力的调整问题。
通常调整残余应力的方法有：①自然时效把构件置于室外，经气候、温度的反复变化，在反复温度应力作用下，使残余应力松弛、尺寸精度获得稳定。
材料表面残余应力测试技术研究
第４ 期
李业欣 ， ： 等 材料表面残余应力测试技术研究
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在 航 空工业 中 ， 类 主 要 用 于 制造 受 力 结 构 钢 件 、 接 件 、 固件 和 弹 性 件 等 。它 具 有 高 比强 链 紧 度， 良好 的疲劳 陛能 和工艺 性 能 ， 价格 低廉 。 由 且
１２ １ 试样要求 ．． 为 了真实且 准 确 地 测 试 材料 中 的 内应 力 ， 必 须 高度重 视被 测 材料 组 织 结 构 、 面 处 理 和测 点 表 位置设定等。试样大小要求小于 ２０ｍ ｌ体积 ， ５ ｎ 试 样 表 面必 须 光 滑 、 有 污 垢 、 膜 及 厚 氧 化 层 没 油
采集 到 良好 的原 始 衍 射 数 据后 ， 还必 须 经 过
不同而有所变化 ， 按照布拉格定律， 衍射 角 ２ 也 会 相应 改 变 。因此 通 过 测 量 衍 射 角 ２ 随 晶 面取 向不同而发生的变化来求得应力 ｏ ｒ 。
定的数据处理及计算 ， 最终才能获得可靠 的应 力数值。数据处理包括 ： 衍射峰形处理 、 确定衍射
性 、 寸稳定 性 、 尺 相变 、 硬度 等均 有影 响 。此外 ， 绝 大 多数 机件 的疲 劳 破 坏 是从 表 面开 始 的 ， 以设 可 想 ， 高表 面 塑 变抗 力 （ 度 和 强 度 ） 降 低 表 层 提 硬 ， 的有效 拉应 力 ， 可 以抑 制 疲 劳 裂 纹 的 萌 生 和扩 便 展 ， 高疲劳 强 度 Ｊ 提 。机 械 零 部 件 的 残 余应 力 是
装配、 造 、 铸 焊接 等 加 工 工 艺 之后 ， 材料 的局 部 区 域产 生 了不 均匀 的塑 性变 形 ， 必然 会产 生 内应力 。 严格 的 讲 ， 全 没 有 内 应 力 的 固 体 是 不 存 在 完 的 。１ ｌ 残余 应 力 是 一 种 弹 性 应 力 ， 与 材 料 中 局 它