残余应力测试
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。
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。
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。
残余应力检测目的
残余应力检测目的
残余应力检测的目的在于理解和评估材料内部由于加工、装配、热处理等因素产生的应力状态，这对于保障产品质量、优化生产过
程以及预防潜在的机械故障具有重要意义。
首先，残余应力的存在可能引发机械产品的早期失效。
在应力超过材料的屈服极限时，材料会发生塑性变形，进而导致结构损伤，甚至崩溃。
通过残余应力检测，我们可以及时发现并处理这些潜在
问题，延长产品的使用寿命。
其次，残余应力检测有助于优化生产过程。
在生产过程中，适当的温度变化、加工速度、模具调整等因素都会影响材料的应力状态。
通过定期的残余应力检测，我们可以了解并掌握这些因素对产
品性能的影响，进而调整生产工艺，提高产品质量。
最后，残余应力检测有助于预防潜在的机械故障。
通过对生产过程中的关键节点进行监控，我们可以预测并避免因残余应力过高
导致的结构失效，从而减少维修成本，提高生产效率。
总结，残余应力检测的目的在于理解和评估材料内部的应力状态，以确保产品的质量和性能，优化生产过程，并预防潜在的机械
故障。
它是保障产品质量和生产效益的重要手段。
残余应力检测目的
残余应力检测目的全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：残余应力检测是一种非破坏性测试方法，可以测定零件内部的残余应力状况。
残余应力是指在零件制造或使用过程中留存下来的应力，它不是由外部载荷引起的，而是在凝固、加工、焊接、淬火等过程中引起的。
残余应力会影响零件的力学性能、耐久性和稳定性，因此对于工程零件的制造和使用具有重要意义。
残余应力的存在会对零件的性能和质量产生不利影响，首先是影响零件的强度和韧性。
残余应力可能导致零件的应力集中和裂纹扩展，从而减少零件的承载能力和疲劳寿命。
其次是影响零件的变形和稳定性。
残余应力会改变零件的形状和尺寸，导致零件与其他零件之间的配合间隙失效，影响产品的装配质量和性能。
残余应力还可能引起材料的长期变形和断裂，影响零件的使用寿命和可靠性。
为了及时发现和解决零件中的残余应力问题，需要进行残余应力检测。
残余应力检测的主要目的是确定零件内部的应力分布情况和大小，了解应力的来源和产生原因，评估其对零件性能的影响，从而制定相应的改进和处理措施。
残余应力检测可以帮助工程师和技术人员深入了解零件的材料特性和加工工艺，优化零件的设计和制造过程，提高产品的质量和可靠性。
残余应力检测的方法多种多样，常用的包括光学法、磁法、超声波法、X射线衍射法等。
这些方法可以在不破坏零件的情况下，准确地测定零件内部的应力分布和大小，为工程设计和生产提供可靠的数据支持。
通过残余应力检测，可以及时发现和排除零件中潜在的缺陷和隐患，提高产品的质量和性能，减少因应力失控而导致的事故和损失。
残余应力检测是工程制造过程中的重要环节，对于确保零件质量和性能具有重要意义。
通过残余应力检测，可以及时发现和解决零件中的应力问题，提高产品的质量和可靠性，为企业的可持续发展提供有力支持。
在今后的工程设计和生产过程中，应加强对残余应力检测的应用和推广，不断提高检测技术和水平，为工程制造业的发展贡献力量。
【篇章到2000字左右】第二篇示例：残余应力是指在材料制备或加工过程中产生的内部应力。
残余应力测试
MC5400 残余应力测试
[乙酸乙酯（EA ）与甲醇（MeOH ）混合溶液测试法]
此项测试是为了测定模塑产品（PC/ABS,PC 材质）的残余应力。
将制品浸入乙酸乙酯（EA ）与甲醇（MeOH ）各种配比的混合溶液（例如EA:MeOH=20:80,25:75,30:70,35:65,40:60）内3分钟，制品在何种比例混合溶液中开裂可以区分出模塑产品的残余应力的大小。
测试方法
1． 制作混合溶液EA:MeOH=20:80；
2． 将模塑产品浸入混合溶液中。
2分50秒时将产品取出并迅速放入纯乙醇溶液（去除粘附在产品上的强溶剂）中，然后使用高压空气将产品上乙醇溶液吹去。
整个过程需控制在3分钟内操作完，测试时溶液温度需为23℃；
3． 若产品没有开裂，制作混合溶液EA:MeOH=25:75，将模塑产品浸入混合溶液中。
测试时溶液温度需为23℃，
4． 重复此方法的测试，逐步增大乙酸乙酯的比例，直到产品开裂或EA:MeOH=40:60；
5． 依据产品开裂时混合溶液的EA 与MeOH 比例情况，在曲线上读取产品的应力值；
6． 当混合溶液比例到EA:MeOH=40:60，产品仍未开裂时，模塑产品的残余应力较小；
7． 当EA:MeOH ＞40:60时，变化缓和，故无需更高比例的混合溶液测试。
*此项测试每种比例的溶剂需要1个产品做测试，所以每次测试需要5个产品。
*当室温高于23℃时，使用空调控制温度，当室温低于23℃时，使用水浴控制温度。
MC5400曲线（乙酸乙酯/甲醇混合溶液测试法）。
测试残余应力的方法
测试残余应力的方法
1. X射线衍射，这是一种常用的方法，通过测量材料中晶格的微小变化来确定残余应力的存在和大小。
X射线衍射技术可以提供非常精确的残余应力测量。
2. 中子衍射，类似于X射线衍射，中子衍射也可以用于测量材料中的残余应力。
中子衍射对于一些特定类型的材料有其独特的优势，例如对于氢含量较高的材料。
3. 光学方法，包括全息干涉法和光栅法等，这些方法利用光的干涉原理来测量材料中的残余应力。
4. 荧光法，通过在材料表面施加荧光材料，并观察其发光的变化来测量残余应力。
5. 超声波法，利用超声波在材料中传播的速度和衰减来推断材料中的残余应力。
6. 磁性方法，包括磁滞回线测量和磁致伸缩测量等，这些方法利用材料中的磁性特性来推断残余应力。
综合利用以上方法，可以全面、多角度地测量材料中的残余应力，从而更好地了解材料的性能和行为。
这些方法在工程、材料科学和制造业等领域都有广泛的应用。
残余应力测试与计算
残余应力测试与计算残余应力是指在物体内部存在的一种剩余应力，它是在外部应力去除后，物体内部仍然保留的应力状态。
残余应力的产生是由于物体在受力作用下发生了塑性变形，而在外力解除后，由于内部应力的分布不均匀，导致部分应力得不到释放而形成的。
残余应力的测试与计算是研究材料力学性能的重要手段之一。
通过对材料的残余应力进行测试，可以了解材料的内部应力分布情况，进而对材料的使用性能和寿命进行预测和评估。
残余应力测试与计算可以应用于各种材料的研究领域，如金属材料、陶瓷材料、复合材料等。
残余应力的测试方法有多种，常用的有X射线衍射法、中子衍射法、光学法等。
其中，X射线衍射法是最常用的残余应力测试方法之一。
通过测量材料表面或内部的X射线衍射图样，可以计算出材料的残余应力分布情况。
残余应力的计算是通过数学模型和计算方法来估算材料的残余应力分布。
常用的计算方法有有限元方法、解析法等。
有限元方法是一种基于数值计算的方法，通过将材料划分为有限个小区域，建立数学模型，利用计算机进行模拟计算，从而得到材料的残余应力分布情况。
解析法是一种基于解析数学方法的计算方法，通过对材料的力学性质进行分析和推导，得到材料的残余应力分布情况。
残余应力的测试与计算在材料科学和工程领域具有重要的应用价值。
首先，残余应力的测试与计算可以为材料的设计和制造提供重要的参考依据。
通过了解材料的残余应力分布情况，可以对材料的使用性能和寿命进行预测和评估，从而指导材料的设计和制造。
其次，残余应力的测试与计算可以用于材料的质量控制和缺陷检测。
残余应力是材料内部存在的一种应力状态，它与材料的质量和缺陷密切相关。
通过对材料的残余应力进行测试和计算，可以发现材料中的缺陷和问题，并及时采取相应的措施进行修复和改进。
最后，残余应力的测试与计算可以为材料的应用和改进提供理论指导和技术支持。
通过深入研究材料的残余应力分布情况，可以揭示材料的内部机制和性能特点，为材料的应用和改进提供理论指导和技术支持。
残余应力测定方法
残余应力测定方法
残余应力测定方法是通过对材料内部的残余应力进行测试和分析来确定材料的应力状态。
常见的残余应力测定方法包括：
1. X射线法：通过测量材料晶格的衍射角度来确定材料内部的残余应力。
X射线法适用于各种金属和非金属材料的残余应力测定。
2. 中子衍射法：利用中子衍射技术来测定材料内部的残余应力，具有高穿透性和对各种材料的适用性。
3. 光栅法：利用激光光栅干涉仪或电子束光栅干涉仪来测量材料表面的残余应力。
4. 磁法：通过在受应力的材料上覆盖一层磁性涂层，然后测量涂层上的磁感应强度变化来确定残余应力。
这些方法可以单独或结合使用，根据具体情况选择适当的测定方法进行残余应力的测定和分析。
残余应力检测方法
残余应力检测方法残余应力，又称剩余应力是指物体经过加工或者是热处理后，承受外力使其发生变形后，因内力不平衡，产生的残留在物体内部的一种应力。
它会影响物体的强度与精度，影响其使用寿命，甚至会引起结构破坏，因此，控制好残余应力，对提高零件质量至关重要。
残余应力检测是检测零件内部残余应力的重要手段，其目的是对零件的残余应力大小、分布及分布形式进行量化分析，以便能更加科学地控制零件性能。
首先，残余应力检测方法可分为有损检测方法和无损检测方法。
有损检测方法是指在检测过程中，将检测部份完全切割开来，用显微镜观察并用物理量计量等方法测定残余应力分布，又称“破坏测试法”，是一种古老而又常用的检测方法，但个别测量结果不能复用，并且检测结果受检测位置的影响较大，容易出现偏差；而无损检测方法是指在检测过程中，不会损坏检测部份，通常采用物理原理或化学原理测定残余应力值，由于检测过程不会损坏检测对象，所以可多次检测，且检测结果比较准确，也不受检测位置的影响。
其次，残余应力检测方法可以分为静恒检测方法和动态检测方法。
静恒检测方法指在检测过程中，检测对象经过加工后长期保持特定的温度，在温度不变的情况下，测定残余应力值，常用的有X射线测试、X射线衍射测试、热变形测试；而动态检测方法指在检测过程中，以时间为态变量，不断测定残余应力随着时间演变的规律，常用的有光栅方式、磁滞后追踪测试方法。
最后，残余应力检测方法也可以根据检测原理分为物理检测方法和化学检测方法。
物理检测方法是指利用某种物理原理进行残应力测试，如热变形检测、压电检测、X射线衍射检测等；而化学检测方法是指利用某种化学反应原理进行残应力测试，如分子压检测等。
残余应力检测方法是零件质量控制的重要方式之一，不仅对控制零件的质量有重要的意义，而且可以提供可靠的参数供智能加工系统控制零件制造过程中的参数。
在残余应力检测中，采用多种检测方法，可以检测出残余应力的种类、大小及分布特征，检测出的残余应力参数可以提供给后续制造过程，用于对针对性的处理方案设计。
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。
残余应力测定方法(精)
当构件中的残余应力沿厚度分布不均匀时，可采用分层钻孔法求得各深度的残余应力。其方法是：等深度地逐层钻孔测定每次的应力释放量。如果已知主应力的方向，则有：
钻孔的技术要求：
1、被测表面的处理要符合应变测量的技术要求，应变花应用502胶水准确地粘贴在测点位置上，并用胶带覆盖好丝栅，防止铁屑破坏丝栅。
2、钻孔时要保证钻杆与测量表面垂直，钻孔中心偏差应控制在±0.025 mm以内。
3、钻孔时要稳，机座不能抖动。钻孔速度要低，钻孔速度快易导致应变片的温度漂移，孔周切削应变增大使测量不稳定。为消除切削应变的影响，可先采用小钻头钻孔然后再用铣刀洗孔。
通过布拉格实验可知，晶面对X光的反射如同镜面对可见光的反射一样，它们都遵守反射定律，入射角与反射角相等。而X射线只有以某种特定的角度入射时才能发生反射。这种反射就是晶体对X射线的衍射，同可见光的衍射是一个道理。X光的特点在于它可穿透晶体内部，同时在许多相互平行的晶面上发生反射，而只有当这些反射线互相干涉加强时，才能真正产生出反射线来。其条件应当是各晶面反射线的光程差等于波长的整倍数时，才能实现反射。如图3.12所示，d为晶面间距，θ为入射角和反射角。有前述可知，要实现相互干涉加强的条件是波程差必须等于波长的整数倍。即：
在进行切割或钻环孔时，要求刀具要锋利，加工速度要慢，以避免产生塑性变形和使工件发热。
表3.1切割法和套环法测值比较表（10MPa）
方法测值
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
三、超声波法 当没有应力作用时超声波在各向同性的弹性体内 传播速度与有应力作用时传播速度不同,因此可利用超 声波波速与应力之间的关系来测量残余应力。 实验证明：声速随应力的变化呈较理想的线性关 系。利用超声波进行应力测量是依据声弹性效应，即 应变引起的超声波速度的变化。按照声弹性理论，只 要变形处在材料的弹性范围之内，速度与应力即呈线 性变化。 四、扫描电子声显微镜(SEAM) SEAM技术基于热波成像原理,利用热波在试样中 的传播对材料热学或热弹性质的微小变化进行成像。
国相关部门也研制了一些智能型的磁性应力检测仪， 并成功应用于工程实际中。 磁检测残余应力目前还存在许多理论和技术问题 需要解决。主要包括三方面：1）该方法理论上只能确 定平面问题两个主应力方向和二者之差，如何精确得 到两个主应力值是需要解决的问题；2）该方法理论上 只能解决平面问题，如何精确得到三向主应力值是今 后要解决的问题；3）相应的智能测试设备及后续分析 软件的研发。 二、X射线衍射法 周上祺等利用X射线在铍中穿透深度大这一特点,
力和残余应力的文章,描述了超声波的双折射现象与在
进行光弹应变分析中观测到的光双折射现象类似。该 方法用于测量各向同性介质中的应力效果良好。Bach F和Askegard V研究了双轴应力场中声波的应用,以及 双轴和三轴应力场中应力与超声波速度间相互关系的 一般表达式。 纵观国内外的发展,其趋势可归纳如下：1)检测技 术的计算机化和自动化；2)精确测量时间差。超声波 的声弹效应是一种弱效应,应力引起的声速变化很小。 因此,精确测量时间变化量很关键。3)声弹性力学、超 声波传播机理的基础理论研究。4)研究对象、应用领 域的拓展与渗透。
残余应力的检测技术始于20世纪30年代 ,发展至今 共形成了数十种检测方法。 残余应力的检测方法可分为有损检测法和无损检 测法。有损检测法主要有盲孔法、环芯法和云纹干涉 法等。无损检测法主要包括磁弹性法、X射线衍射法、 超声波法和扫描电子声显微镜等。 下面重点介绍无损检测法。
X射线残余应力测定方法的原理与应用
残余应力是第一类内应力的工程名称。
残余应力在工件中的分布一般是不均匀的，而且会对工件的静强度、疲劳强度、形状尺寸稳定性和耐蚀性等产生显著的影响。
因此，残余应力的测定非常重要。
残余应力测定方法可分为有损检测法和无损检测法。
有损检测法是通过机械加工的方式将被测工件的一部分去除，局部残余应力得到释放从而产生相应的应变和位移，根据相关力学原理推算工件的残余应力。
常用的有损检测方法有钻孔法与环芯法。
无损检测法是利用残余应力会引起材料中某一物理量（如晶面间距、超声波在材料中的传播速率或磁导率等）的变化，通过建立此物理量与残余应力之间的关系，测定相关物理量从而计算出残余应力。
常用的无损检测方法有X射线衍射法、中子衍射法、磁性法与超声法，其中，X射线衍射法因其原理较为成熟、方法较为完善，是目前在国内外应用最为广泛的方法，其测试设备也越来越完善，既有功能齐全的实验室仪器，也有适用于现场测量的便携式仪器，还有适于特殊场合的专用检测装置。
采用X射线衍射法测定残余应力，最早是由俄国学者在1929年提出，把材料的宏观应变等同于晶格应变。
1961年德国学者基于这个思路研究出sin2ψ法，使得X射线衍射测定残余应力逐渐成为成熟的、具有可操作性的测试技术。
X射线衍射测定残余应力技术经过60余年的发展，已开发出多种不同的测量方法，目前最主要的有sin2ψ法与cosα法两种。
1X射线衍射残余应力测定方法分类为了掌握X射线衍射残余应力测定技术，有必要对其方法进行归纳，具体如下：(1) X射线衍射残余应力测定方法可分为sin2ψ法、cosα法。
(2) sin2ψ法按照残余应力计算方法分类，可分为2θ法、d值法、应变法。
(3) sin2ψ法按ψ与2θ的几何关系分类，可分为同倾法、侧倾法。
(4) 按X射线管、计数管扫描方式可分为固定ψ0法，固定ψ法。
(5) 侧倾法又可分为标准的侧倾法、修改的侧倾法、侧倾固定ψ法。
(6) 测定剪切应力τφ采用的正负ψ测定法。
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。
X射线晶体学 第12章 残余应力测量 图文
主应力（或主应变）与分量的关系。 为求出式中的斜率M，至为0°~45°法； 也可以使用四点法，即0°、15°、30°、45°；
或者采用六点法，即0°、0° 、15°、30°、45°、45°。这是因为
回火(包括稳定化处理等）和振动时效(Vibration Stress Relief，简称VSR)是目前常用且比较有效的消除残余应 力的方法。
若对存在残余应力的试件加热，则残余应力将随加热温 度的升高而不断降低。
当回火温度超过500℃时，各种碳钢的淬火残余应力基本 上接近于零。
对那些合金元素较多，回火稳定性好的钢则需加热到更 高的温度，具体温度可查阅有关手册。
第二类应力是平衡于晶粒尺寸范围内的应力，相当于各个 晶粒尺度范围（或各晶粒区域）的内应力的平均值，可归 结为各个晶粒或晶粒区域之间的变形不协调性。这类应力 通常使x射线衍射谱线展宽（也可能使衍射谱线位移）。
第三类应力是平衡于单位晶胞内的应力，是局部存在的内 应力，围绕着各个晶粒的第二类应力值的波动。对晶体材 料而言，它与晶格畸变和位错组态相联系。这类应力使X射 线衍射强度下降。
通过加热来消除残余应力的方法适用于各种形状的工件， 但大型工件受加热炉炉膛尺寸的限制，可以采用机械加 工的方法，如喷砂喷丸处理，使工件表层由拉应力改变 为压应力，提高工件抗应力腐蚀性能。
2. 残余应力的测量原理
X射线应力测定的基本原理由俄国学者AKCEOИOB于 1929年提出，它的基本思路是，一定应力状态引起的材 料的晶格应变和宏观应变是一致的。
晶格应变可以通过X射线衍射技术测出；宏观应变可根 据弹性力学求得，因此从测得的晶格应变可推知宏观应 力。
日本成功设计出的X射线应力测定仪对于残余应力测试 技术的发展作了巨大贡献。
残余应力盲孔法测试
残余应力盲孔法测试残余应力盲孔法测试，这可是个挺有趣的事儿呢！你知道吗？在很多金属材料或者一些结构件里呀，都存在着残余应力。
这就好比是隐藏在物体内部的小情绪一样。
而盲孔法测试呢，就像是给这些隐藏的小情绪做个小检查。
这个盲孔法测试呀，原理其实并不复杂。
就像是在材料上挖个小盲孔，就这么一个小小的动作，就会让材料内部的应力重新分布。
就像我们在一个平静的小池塘里丢了一颗小石子，池塘里的水就会泛起涟漪一样。
这个时候呢，我们通过一些特殊的仪器去检测材料表面因为应力重新分布而产生的微小变形。
这变形虽然小得几乎看不见，但是那些精密的仪器可不会放过它们，就像侦探不会放过任何一个小线索一样。
进行这个测试的时候呀，前期的准备工作可不能马虎。
要确保材料的表面干净整洁，要是材料表面脏兮兮的，就像是给这个测试蒙上了一层雾，那得到的结果肯定不准啦。
而且钻孔的设备也要选好，要像选好朋友一样精挑细选，不然钻孔的时候歪了或者孔径大小不合适，那可就全乱套了。
在实际操作过程中呢，操作人员可得有足够的耐心。
不能像个毛手毛脚的小猴子一样，得小心翼翼地钻孔，慢慢地采集数据。
每一个数据就像是一颗小珍珠，珍贵得很呢。
这些数据组合在一起，才能描绘出残余应力的真实面貌。
要是得到了准确的测试结果，那可就太棒了。
这就像是解开了一个小谜题一样，能让工程师们知道材料内部的真实情况。
他们就可以根据这个结果来调整加工工艺啦，或者优化结构设计，就像给材料做个小改造，让它变得更适合使用。
这整个过程呀，充满了探索的乐趣，就像是一场小小的冒险，每一步都有惊喜或者小挑战等着我们。
不过呢，这个测试也不是十全十美的。
有时候会受到环境的影响，就像人有时候会被天气影响心情一样。
但是只要我们了解它的脾气，就可以尽量减少这些影响，让测试结果更加可靠。
概括来说，残余应力盲孔法测试虽然是个很专业的事儿，但只要我们用一种轻松有趣的态度去对待它，就会发现它也有着独特的魅力呢。
残余应力测试实验报告
一、实验目的本实验旨在通过残余应力测试，了解材料在制造过程中的残余应力分布情况，为优化加工工艺、提高产品质量提供依据。
通过本次实验，我们希望能够掌握以下内容：1. 残余应力的概念及其对材料性能的影响。
2. 残余应力测试方法及原理。
3. 残余应力测试设备的使用与操作。
4. 残余应力测试数据的处理与分析。
二、实验原理残余应力是指材料在加工过程中由于各种因素（如热处理、机械加工等）引起的内应力，在加工完成后仍然存在。
残余应力对材料的性能、使用寿命和可靠性具有重要影响。
因此，对残余应力进行测试和分析，对于优化加工工艺、提高产品质量具有重要意义。
残余应力测试方法主要有机械检测法和无损检测法。
本实验采用机械检测法中的盲孔法进行残余应力测试。
三、实验材料与设备1. 实验材料：20CrMnMo钢棒。
2. 实验设备：应变花、应变片、INV3062T智能信号采集仪、INV1861A应变调理仪、DASP-V10工程版数据采集和信号处理软件、导线及工具。
四、实验步骤1. 将20CrMnMo钢棒加工成所需形状和尺寸。
2. 在钢棒上选择测试部位，用砂纸打磨去除氧化层，并清洗干净。
3. 将应变花粘贴在测试部位，用导线连接应变片和信号采集仪。
4. 启动信号采集仪，进行初始平衡，记录应变片初始应变值。
5. 使用专用刀具在应变花中心位置钻孔，形成盲孔，释放残余应力。
6. 等待残余应力释放完全后，停止采样，记录应变片应变值。
7. 使用DASP-V10工程版数据采集和信号处理软件对测试数据进行处理和分析。
五、实验结果与分析1. 残余应力分布情况：通过实验，我们得到了钢棒测试部位的残余应力分布情况。
结果表明，钢棒内部存在一定的残余应力，且分布不均匀。
在加工过程中，由于热处理和机械加工等因素的影响，钢棒内部产生了一定的拉应力和压应力。
2. 残余应力对材料性能的影响：残余应力对材料的性能具有重要影响。
在材料的使用过程中，残余应力可能导致以下问题：（1）降低材料的疲劳性能：残余应力会加速裂纹的产生和扩展，降低材料的疲劳性能。
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2.测试方法
目前常用的残余应力测试方法主要有三种：一是盲孔法，二是X射线衍射法，三是磁弹性法。
盲孔法需在工件表面测量部位钻φ1.5~2mm深2mm的小孔（粘贴专用应变花），通过测读释放应变确定残余应力的大小，所测应力为孔深范围内的平均应力，同一测点无法重复测量比较；
X射线衍射法可以做到无损测试，但由于X射线穿透力有限，一般只能测出几个微米范围内平均应力；
磁弹性法是近几年发展较快应用比较成熟的一种残余应力测试方法，具有方便、无损、快速、准确的特点。
对采用盲孔法和X射线衍射法检测残余应力，施工强度大，测量精度难以保证。
尤其盲孔法不能对同一位置进行重复性测量，测量数据的符合性差。
因此，三峡发电机组转子圆盘支架焊缝残余应力的测试采用了磁弹法技术。
残余应力的测量方法
残余应力的测量方法可以分为有损和无损两大类。
有损测试方法就是应力释放法，也可以称为机械的方法；无损方法就是物理的方法。
机械方法目前用得最多的是钻孔法（盲孔法），其次还有针对一定对象的环芯法。
物理方法中用得最多的是X射线衍射法，其他主要物理方法还有中子衍射法、磁性
法和超声法。
X射线衍射法依据X射线衍射原理，即布拉格定律。
布拉格定律把宏观上可以准确测
定的衍射角同材料中的晶面间距建立确定的关系。
材料中的应力所对应的弹性应变必然表征
为晶面间距的相对变化。
当材料中有应力σ存在时，其晶面间距d 必然随晶面与应力相对
取向的不同而有所变化，按照布拉格定律，衍射角2θ也会相应改变。
因此有可能通过测量
衍射角2θ随晶面取向不同而发生的变化来求得应力σ。
从这里可以看出X射线衍射法测定
应力的原理是成熟的，经过半个多世纪的历程，在国内外，测量方法的研究深入而广泛，测
试技术和设备已经比较完善，不但可以在实验室进行研究，可且可以应用到各种实际工件，
包括大型工件的现场测量。