铸件残余应力测量方法

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残余应力测量方法

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。


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。

残余应力的测量方法

残余应力的测量方法

残余应力的测量方法由于工件经过振动时效处理以后其残余应力降低,所以测定工件振动时效前后残余应力的变化量也是判断振动时效效果的方法之一。

1. 盲孔法:它的原理是在平衡状态下的原始应力场上钻孔,以去除一部分具有应力的金属,而使圆孔附近部分金属内的应力得到松弛,钻孔破坏了原来的应力平衡状态而使应力重新分布,并呈现新的应力平衡,从而使圆孔附近的金属发生位移或应变,通过高灵敏度的应变仪,测量钻孔后的应变量,就可以计算原应力场的应力值。

测量仪器;应变仪.盲孔钻. 应变花。

2.X射线法:X射线应力测定方法是利用X射线衍射测定试样中晶格应变求出工件表面应力的方法。

但是由于χ光应力测定仪的测量精度较差.比较适合用于测定具有较大残余应力的工件,如普通纲件.焊接件 .淬火件等。

З.磁性法:磁性法测量残余应力是利用铁磁材料的压磁效应即在应力作用下.铁磁材料的各方向上的导磁率发生不同的变化,从而产生磁各向异性.通过对导磁率变化的测定来确定残余应力的方法。

此法目前尚处于试验或试用阶段,我所正在进行探讨采用此方法的可能性。

有关的数据处理方法在科学试验中,有着大量的测试数据,但是有时这些数据并不能使我们一目了然,而通过对这些数据进行科学的整理和分析,就可以帮助我们总结出许多现象和问提。

目前,这一问提已经引起越来越多的科技工作者的注意和重视,我们试验中每批试件尺寸精度保持性的数据都是几百个,甚至上千多个,因此初步尝试用一些简单的数理统计方法分析.整理了大批试验数据,取得了一定的成效。

4.测量误差分析:对大量的数据运用数理统计方法进行分析 .整理时,经常要用到算术平均值(X )及离差(s )其表达式为:一般用表示测量值的平均水平。

用8来衡量测量值的波动情况,S越大,表名测量值的波动越大,S小,则说明测量比较集中。

在计算.分析振动时效工件导轨精度变化量时,根据测量时重复读数的偏差大小,可以算出测量的离差值S,当变形量小于S时,就应该认为没有变形或变形不显著。

发动机缸体切割法残余应力测试试验

发动机缸体切割法残余应力测试试验

发动机缸体切割法残余应力测试试验某生产发动机缸体的厂家,近期发现一批缸体有变形、开裂现象。

经研究发现,这些变形、裂纹都与残余应力有关。

在缸体铸件冷却过程中产生了残余应力,当缸体承受外力时,残余应力与其相互作用,从而改变缸体实际受到的应力大小。

当局部应力叠加超过材料强度极*时,就会引起缸体变形甚至开裂。

因此,有必要对发动机缸体内部进行残余应力测试和分析。

残余应力测试方法残余应力测试方法主要分有损和无损两大类,有损检测有盲孔法、切割法等,无损检测有x射线、磁测法等。

本次实验中,测试件结构复杂、体积大、重量大、表面存在氧化层和铸造残沙,所以X射线法不适用。

盲孔法主要是用于物体表面残余应力测试,所以也不适用。

而切割法可以*全测量内部残余应力,并且对构件尺寸没有要求,因此切割法更适合发动机缸体的残余应力测试。

测试仪器试验仪器采用聚航科技的JHYC静态应变测量系统,多通道设计,软件式操作,中文界面,应变值实时显示,数据及曲线实时保存,仪器精度高,测量结果精确。

试验依据:《GBT 31218-2014金属材料残余应力测定全释放应变法》残余应力测试方案(1)测点位置选取应变测试点的选取原则应遵循以下几点:1.理论计算的高应力区和实际发生开裂的部位;2缸体实施减重部位;3进一步优化设计关注的部位。

根据以上原则,在缸体上共选取12个测点,均采用三轴应变花。

(2)应变片的粘贴及连接:将各个测点位置进行打磨清洁,粘贴应变片及接线端子。

(3)初始值记录:完成贴片后,将应变片按照1/4桥接入JHYC静态应变仪,查看数据,待数据稳定后记录缸体应变初始值。

(4)测量及缸体切割:拆除测量线缆,依据切割方案将缸体进行切割,沿着各测点位置将应变片尽可能割成小块,切割过程中注意应变片的保护。

(5)终值记录:切割完成后,将切割下来的试块上的应变片按照1/4桥接入应变仪,查看数据,待数据稳定后记录缸体应变终值。

测试结果及计算缸体使用材料是HT250,其弹性模量为120GPa,泊松比为0.3。

灰铸铁制动盘铸件残余应力的测定

灰铸铁制动盘铸件残余应力的测定
中图分类号 : T G 2 5 1 文献标识号 : A 文章编号 : 1 0 0 3 — 8 3 4 5 ( 2 0 1 3 ) 0 3 — 0 0 2 9 — 0 5
DOI : 1 0 . 3 9 6 9  ̄ . i s s n . 1 0 0 3 — 8 3 4 5 . 2 0 1 3 . 0 3 . 0 0 5 Re s i d u a l St r e s s Me a s u r e me n t o f G r a y l r o n Br a k i n g Di s c
s i mu l a t i o n s o f t w a r e A D S T E F A N w a s u s e d t o c a l c u l a t e r e s i d u a l t h e r ma l s t r e s s o f t h e c a s t i n g s . T h e r e s u l t s s h o w e d : ( 1 ) n a t u r a l
c l o s e r e l a t i o n s h i p b e t we e n t h e s u r f a c e s t r e s s d i s t r i b u t i o n o f t h e b r a k i n g d i s c c a s t i n g s a n d t h e i r c o n f i g u r a t i o n a s we l l a s t h e i r
a g i n g o f t h e g r a y i r o n b r a k i n g d i s c c a s t i n g s f o r s h o r t t i m e h a d n ' t o b v i o u s e f f e c t o n t h e i r r e s i d u a l s t r e s s e s ; ( 2 ) t h e r e i s q u i t e

(完整版)盲孔法测残余应力

(完整版)盲孔法测残余应力

(完整版)盲孔法测残余应力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。

《残余应力测量 》课件

《残余应力测量 》课件
数据处理算法优化
通过对数据处理算法的优化,提高测量数据的处 理速度和准确性,从而提升测量准确度。
3
多参数测量融合
将多种参数测量结果进行融合,如表面形貌、材 料成分等,以更全面地反映材料的残余应力状态 。
THANKS
感谢观看
域产生残余应力。
对产品的影响
01
降低产品强度和疲 劳寿命
过大的残余应力可能导致产品在 使用过程中过早出现疲劳裂纹, 降低产品的疲劳寿命。
02
影响产品尺寸稳定 性
残余应力会导致产品在使用过程 中发生变形,影响产品的尺寸稳 定性。
03
引发应力腐蚀开裂
在某些腐蚀环境下,残余应力可 能会引发应力腐蚀开裂,对产品 的安全性能造成威胁。
光学干涉技术
利用光学干涉原理,通过测量材料表面的微小形变来推算残余应力 。
磁性测量技术
利用磁性材料的磁致伸缩效应,通过测量材料的磁致伸缩系数来反 演残余应力。
应用领域的拓展
航空航天领域
随着航空航天技术的不断发展,对飞机和航天器的结构健康监测要 求越来越高,残余应力测量技术将广泛应用于航空航天领域。
新能源领域
在新能源领域,如太阳能和风能等,需要对大型结构件进行残余应 力测量,以确保其安全性和稳定性。
汽车工业领域
汽车工业中,对汽车零部件的残余应力测量需求越来越大,以保障汽 车的安全性能和寿命。
测量准确度的提高
1 2
新型传感器技术
采用新型传感器技术,如高精度光纤传感器和纳 米压痕传感器等,以提高测量准确度和分辨率。
建筑领域
在建筑领域,残余应力的存在可能导致桥梁、高层建筑等结构出现裂纹、变形或破坏。
通过残余应力测量,可以评估结构的稳定性和安全性,为建筑物的维护和加固提供科学依据,确保建 筑物的长期使用安全。

铸钢焊接件残余应力测试

铸钢焊接件残余应力测试
值 , 对实验结果进行分析讨论 。 并

关 键 词 : 钢 ; 接件 ; 余 应 力 ; 测 量 铸 焊 残 电
中 图 分 类 号 : 4 03 8 文 献 标 识 码 : B
Re i u lSt e s Te t f r t e W e di e e f Ca tn t e s d a r s s o h l ng Pi c s o s i g S e l
Ab t a t Te tt e i a t e s v l s o he we d ng i c s of c s s e l usn he me h d of s r c : s he r sdu ls r s a ue f t l i p e e a t t e i g t t o Non ee t i owe e s e e t — lc rc p rm a ur m n .Pr vi e i ua te si i a or o he e ne rng.Pa t h o de r sd ls r s nd c t sf rt ngi e i set e s r i a e n wedi g p e e fc s t e t an g ug s o l n i c s o a ts e l,Drli g on t he s m p e by t e me ho fdrli g iln he t a l h t d o iln t e e s h on i e c . Te t s r i a ue t ou t a n r s s a e me s e e t nd c l u o r la e t e c tng n y s t an v l hr gh s r i e it nc a ur m n ,a a c —
l t he v l e oft e r s d ls r s i g ea tc t he r a e t a u h e i ua t e s usn l s iiy t o y. A n l z n ic s t xp rm e ta a y e a d d s us he e e i r l t

检测材料热残余应力的方法

检测材料热残余应力的方法

检测材料热残余应力的方法
检测材料热残余应力的常用方法包括:
1. X射线衍射法:利用X射线衍射分析材料的晶体结构,通过测量材料中晶体面倾斜的角度来求解残余应力。

2. 中子衍射法:类似于X射线衍射法,但是使用中子束代替X射线束,中子衍射对不同类型的材料有更好的适应性。

3. 应变计法:使用应变计来测量材料中的变形情况,通过比较材料的实际变形与理论变形,可以推断出材料的残余应力。

4. 激光干涉法:利用激光干涉仪测量材料表面的形变情况,通过分析形变的干涉条纹来计算残余应力。

5. 非破坏性测量法:利用超声波、磁性、电阻等非破坏性手段测量材料的物理性质,从而推导出残余应力。

6. 数值模拟方法:利用有限元法等数值模拟方法,建立材料的数值模型,并模拟热加工等过程中发生的应力分布,从而计算出材料的残余应力。

这些方法在不同情况下有各自的优缺点,选择合适的方法需要考虑实际应用要求、测量精度、材料类型等因素。

金属铸件应力测定实验报告

金属铸件应力测定实验报告

金属铸件应力测定实验报告一、实验目的本实验旨在通过对金属铸件应力测定实验的进行,了解金属铸件加工过程中的应力分布情况,并掌握应力测定的方法和步骤。

二、实验原理在金属铸件加工过程中,由于化学成分、凝固过程、热处理等因素的影响,铸件内部会产生应力。

应力的大小和分布对铸件的性能和寿命有着重要的影响。

因此,了解铸件内部应力的大小和分布情况就显得尤为重要。

实验中,常用的应力测定方法有两种:一种是切割法,即在铸件上进行切割,然后测量切口两侧的应力;另一种是钻孔法,即在铸件上钻孔,然后测量钻孔周围的应力。

三、实验步骤1. 准备工作:(1)将需要测定应力的铸件上表面清理干净,去掉表面的氧化物和油污等杂质。

(2)准备好应力测量仪器。

常见的应力测量仪器有应力计、应变计等。

2. 应力测定:(1)切割法:①在需要测定应力的位置上,用锯子或切割机进行切割,切口长度一般为5-10mm。

②用应力计或应变计测量切口两侧的应力,记录数据。

(2)钻孔法:①在需要测定应力的位置上,用钻头在铸件上钻孔,钻孔的深度和直径要足够大。

②将应力计或应变计插入钻孔中,测量钻孔周围的应力,记录数据。

四、实验数据处理将所测得的应力数据进行统计和分析,计算出铸件内部应力的大小和分布情况。

可以建立应力分布图,进一步了解铸件内部应力的分布规律。

五、实验注意事项1. 在进行应力测定实验前,务必保证铸件表面清洁干净,避免杂质的干扰。

2. 在进行钻孔法测定时,要注意钻孔的深度和直径,以免造成铸件的破坏。

3. 在进行数据处理时,要保证数据的准确性和可靠性,避免出现误差。

六、实验结论通过本次实验,我们了解了金属铸件加工过程中应力的产生原因和分布情况,掌握了应力测定的方法和步骤。

实验结果对于进一步提高金属铸件的性能和寿命具有重要的指导意义。

残余应力检测方法

残余应力检测方法

残余应力检测方法残余应力是指在物体内部或表面上存在的一种内部应力状态。

残余应力的存在对材料的性能和使用寿命都有很大的影响,因此对残余应力的检测和分析显得尤为重要。

下面将介绍几种常用的残余应力检测方法。

首先,X射线衍射方法是一种常用的残余应力检测方法。

通过对材料表面或内部进行X射线照射,然后观察X射线的衍射图样,可以得到材料的晶格参数,从而计算出残余应力的大小和方向。

这种方法具有非破坏性、快速、准确的特点,因此在工程实践中得到了广泛的应用。

其次,光弹法也是一种常见的残余应力检测方法。

通过在材料表面或内部施加一定的载荷,观察材料的形变情况,再结合材料的弹性参数,可以计算出残余应力的大小和分布情况。

这种方法适用于各种材料,尤其对于复杂形状和大尺寸的工件也有很好的适用性。

此外,声发射方法也可以用于残余应力的检测。

当材料内部存在应力时,会引起微裂纹的扩展和移动,产生声波信号。

通过对这些声波信号的监测和分析,可以得到材料内部残余应力的信息。

这种方法对于复杂结构和高温环境下的残余应力检测具有独特的优势。

最后,磁性方法也是一种常用的残余应力检测方法。

当材料内部存在应力时,会对材料的磁性产生影响,通过对磁性信号的监测和分析,可以得到材料内部残余应力的信息。

这种方法适用性广泛,可以用于各种金属材料的残余应力检测。

总的来说,残余应力的检测对材料的质量控制和工程结构的安全性具有重要意义。

以上介绍的几种方法都具有各自的特点和适用范围,可以根据具体的情况选择合适的方法进行残余应力的检测和分析。

希望以上内容对残余应力检测方法有所帮助。

测试残余应力的方法

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。

残余应力的测试方法

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。

灰口铸铁件残余应力的测量与消除[1]

灰口铸铁件残余应力的测量与消除[1]

··残余应力是在无外力的作用时,以平衡状态存在于物体内部的应力[1]。

金属材料在机械加工(如切削、装配等)和热加工过程中(如铸造、锻压、焊接、热处理等)都会产生不同的残余应力。

外力或温度变化引起的不均匀塑性变形是产生残余应力的主要原因[2]。

对于铸铁件,残余应力是在铸造冷却过程中,由于受热应力和构件形状尺寸及铸造技术等因素的影响而引起的结构应力以及材料的组织和成分引起的组织应力等综合作用的结果[3]。

残余应力对铸铁件的影响比其他钢制工件更甚,它影响了铸铁件的疲劳强度、抗应力腐蚀能力和形状尺寸的稳定性,尤其是当铸铁件形状复杂,强度不高时,残余应力的存在会带来灾难性失效。

因此,残余应力的测量和消除,对于确保铸铁件的安全性和可靠性有着非常重要的意义。

本研究以具有广泛应用背景的灰口铸铁件为例,结合金相组织观察和力学性能试验,探讨退火和砂型保温工艺消除残余应力的具体效果,以获得最佳的生产方案。

1试样制备与试验方法采用盲孔法测定铸态、铸造后退火和铸造后砂型保温的灰口铸铁件试样的残余应力。

灰口铸铁件的化学成分见表1。

灰口铸铁在正常状态下(保温12h ),即铸态,直接取样,记为H01。

铸态试样在450℃、550℃、650℃退火6h 和650℃退火12h 后取样,即退火态,记为HT1、HT2、HT3和HT4。

灰口铸铁砂型铸造后在型内分别保温24h 、48h 、60h 、72h 后取样,记为HB1、HB2、HB3、HB4。

三种不同状态灰口铸铁件试样的尺寸均为125mm ×7.5mm ×60mm 。

按CB 3395—92《残余应力测试方法:钻孔应变释放法》的要求,首先将试样被测部位表面打磨,使粗糙度达到2.2μm ,然后在清理后的测点位置贴上TJ120-1.5-Φ1.5应变花(电阻值115Ω,灵敏系数2.08),并把应变花导线和TS3861恒流式静态电阻应变仪连接到一起调平衡后,再利用ZDL-II 型钻孔装置在应变花的中心位置钻1个Φ1.5mm 深2.0mm 的小孔,使残余应力释放,通过应变仪测出应变值,计算出应力值。

残余应力测定方法(精)

残余应力测定方法(精)

残余应力测定方法(精)第二章残余应力测定方法残余应力的测定方法大致可分为机械测量法和物理测量法两类。

物理测量法包括X射线法、磁性法、和超声波法等。

它们分别利用晶体的X射线衍射现象.材料在应力作用下的磁性变化和超声效应来求得残余应力的量值。

它们是无损的测量方法。

其中X射线法使用较多,比较成熟,被认为是物理测量法中较为精确的一种测量方法。

磁弹性法和超声波法均是新方法,尚不成熟,但普遍地认为是有发展前途的两种测试方法。

物理法的测试设备复杂.昂贵.精度不高。

特别是应用于现场实测时,都有一定的局限性和困难。

机械方法包括切割法、套环法和钻孔法(下面主要介绍)等,它是把被测点的应力给予释放,并采用电阻应变计测量技术测出释放应变而计算出原有残余应力。

残余应力的释放方法是通过机械切割分离或钻一盲孔等方法,因此它是一种破坏性或半破坏性的测量方法,但它具有简单、准确等特点。

从两类方法的测试功能来说,机械方法以测试宏观残余应力为目的,而物理方法则测试宏观应力与微观应力的综合值。

因此两种方法测试的结果一般来说是有区别的。

一、分离法测量残余应力切割法和套环法都是将被测点与其邻近部分分开以释放残余应力,因此统称分离法。

它是测量残余应力的一种最简单的方法,多用于测量表面残余应力或沿厚度方向应力变化较小的构件上的残余应力。

(一)、切割法:在欲测部位划线:划出20mm×20mm的方格将测点围在正中。

在方格内一定方向上贴应变计和应变花,再将应变计与应变仪相连,通电调平。

然后用铣床或手锯慢速切割方格线,使被测点与周围部分分离开。

切割后,再测应变计得到的释放应变。

它与构件原有应变量值相同、符号相反,因此计算应力时,应将所得值乘以负号。

释放后的残余应力计算方法如下:1、如果已知构件的残余应力为单向应力状态,只要在主应力方向贴一个应变片(如图3.1)即可。

分割后得释放应变ε,由虎克定律可知其残余应力为:σ=-Eε(1)2、如果构件上残余应力方向已知,则在测点处沿主应力方向粘贴两个应变片1和2(如图3.2所示)。

残余应力及检测方法

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。

残余应力的测量方法

残余应力的测量方法

残余应力的测量方法
1. 你知道钻孔法吗?就好比在木板上打个孔来看看它内部的情况一样。

比如说,我们要测量一个金属块的残余应力,拿个小钻头在它上面钻个孔,再观察它的变化,这样就能知道残余应力的大概情况啦!
2. 还有X 射线衍射法呢!这就好像用特殊的光线给残余应力拍个照,从而看清它的真面目。

就像去医院拍 X 光片来了解身体内部一样呀!能非常准确地得到残余应力的信息哦!
3. 应变片法也很常用呀!可以把它想象成给物体贴上创可贴,通过创可贴来感受物体的变化。

比如在一个钢梁上粘贴应变片,就能检测到残余应力啦!
4. 脆性涂层法也很有趣哦!就如同给物体穿上一件特殊的衣服,一有应力变化,衣服就会有反应。

像在一个机器零件上涂一层脆性涂层,根据涂层的开裂情况就知道残余应力大小咯!
5. 切割法也得了解一下呀!这就像把一个东西切开来看里面的状况。

比如把一根钢管切成两段,看看切口处的变形情况就能推断出残余应力啦!
6. 云纹干涉法是不是很奇特呀!如同在空中看到的奇妙云彩纹路一样能反映出关键信息。

在一个材料表面利用云纹干涉来研究残余应力呢!
7. 超声法也很了不起呢!就好像用声音去探测物体内部,寻找残余应力的踪迹。

比如说用超声去检测一个铸件呀!
8. 磁测法也是个好办法哟!可以把它想象成用磁铁去感受残余应力呢!比如对一块磁化过的钢板进行测量,就能得到残余应力的信息啦!
我觉得这些残余应力的测量方法都各有千秋,在不同的情况下都能发挥重要作用,根据实际需求选择合适的方法才是关键呀!。

铸造残余应力的测定实验报告

铸造残余应力的测定实验报告

铸造残余应力的测定实验报告1. 实验目的(1) 了解铸造残余应力的产生原因。

(2) 了解用应力框测定铸造残余应力的方法。

(3) 了解退火对消除残余应力的效果。

2. 实验原理2.1 铸造应力铸件在凝固和冷却过程中由于各部分体积变化不一致导致彼此制约而引起的应力称为铸造应力。

铸造应力可分为三种,即热应力、相变应力和收缩应力。

铸造应力可能是暂时性的,当引起应力的原因消除以后,应力随之消失,称为临时应力;否则为残余应力。

铸造应力对铸件质量有重要影响,如果铸造应力超过材料的屈服强度,铸件则产生变形;如果铸造应力超过材料的强度极限时,铸件则产生裂纹。

残余应力还会降低铸件的使用性能,如失去精度、在使用过程中造成断裂或产生应力腐蚀等。

2.2 铸造应力的测定方法——应力框试验法图1为测定铸造残余应力的框形铸件,由于I 杆和II 杆截面尺寸差别大,因而铸造后细杆I 中形成压应力,粗杆II 中形成拉应力。

若在A-A 截面处将粗杆锯开,锯至一定程度时,由于截面变小,粗杆被拉断。

受弹性拉长的粗杆长度较自由收缩条件下的长度缩短,其缩短量∆L 和铸造残留应力成正比,其值可根据锯断前、后粗杆上小凸台的长度(L 0 ,L 1)差求出,即∆L =L 1一L 0。

铸造残留应力σ1和σ2的计算公式为:细杆残留应力σ1=-E)21(211F F L L L +- ,粗杆残留应力σ2=-E )21(1201F F L L L +-图 1 应力框铸件图式中:σ1,σ2——细杆、粗杆中的铸造应力(MPa ); L 0,L 1——锯断前、后小凸台的长度(mm ); F 1,F 2——细杆、粗杆的横截面积(mm 2);L——杆的长度,L=130mm;E——弹性模量,普通灰铸铁取9×104MPa,球墨铸铁取1.8×105MPa。

2.3减小及消除残余应力的方法铸造应力导致铸件翘曲变形甚至开裂,特别是铸件中的残余应力,如不消除,将降低零件的加工精度,在使用中会继续变形,降低机械性能和使用性能。

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铸件残余应力测量方法
铸件残余应力的测定方法可以分为机械测定法和物理测定法。

机械法测残余应力是采用机械机械加工的手段,对被测铸件进行部分加工或完全剥离,使被测构件上的残余应力部分释放或完全释放,使用电阻应变测量技术测出残余应力的方法,机械法最常见的是盲孔法。

其优点是测量精度以及准确性高,缺点是会对构件造成一定程度损伤。

物理测量法又叫非破坏无损伤测量方法,它无需对材料进行分割,可直接求得残余应力。

物理法最常见的是磁测法,对构件无损伤,但测量成本比较高。

目前较常用且适合铸件残余应力的分析测试技术主要就是盲孔法和磁测法。

盲孔法残余应力测量是在平衡状态下的原始应力场上钻孔,以去除一部分具有应力的金属,而使圆孔附近部分金属内的应力得到松弛,钻孔破坏了原来的应力平衡状态而使应力重新分布,并呈现新的应力平衡,从而使圆孔附近的金属发生位移或应变,通过高灵敏度的应变仪,测量钻孔后的应变量,就可以计算原应力场的应力值。

盲孔法是工程中最通用的的残余应力测定方法,准确性最高,技术较为成熟,并且具有相关国家标准。

磁测法残余应力测量主要是通过测定铁磁材料在内应力的作用下磁导率发生变化确定残余应力的大小和方向。

铁磁材料其磁化方向为易磁化轴向方向,同时具有磁致伸缩性效应,且磁致伸缩系数是各向异性的,在磁场作用下,应力产生磁各向异性。

磁导率作为张量与应力张量相似。

通过精密传感器和高精度的测量电路,将磁导率变化转变为电信号,输出电流(或电压)值来反映应力值的变化,并通过特定残余应力计算软件,得出残余应力的大小、方向和应力的变化趋势。

磁性法检测工件须具有铁磁性,否则此方法无效。

铸件残余应力的检测,针对不同铸件和不同的测试目的选择最佳的测定方案,主要考虑以下几个方面:允许结构受损伤的程度;测试的应力种类;铸件性能变化的影响;现场测试的适应性;费用和时间。

如果您对铸铁件残余应力测量还有其他疑问,可直接咨询南京聚航科技有限公司,我们很乐意为您答疑解惑。

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