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机械方法:利用机械加工推算构件中的残留应力

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:机械方法是利用机械加工把试件切开或切去一部分,测定由此而释放的弹性应变来推算构件中原有的残留应力,所以又称应力释放法。三个应变片互成45°角,并与孔中心等距,钻孔后测出每一条应变片的应变值,根据弹性力学公式可计算出主应力的大小和方向。

机械方法:利用机械加工推算构件中的残留应力

机械方法是利用机械加工把试件切开或切去一部分,测定由此而释放的弹性应变来推算构件中原有的残留应力,所以又称应力释放法。

1.裁条法

裁条法是利用铣削或刨削把试件裁成15~18mm的板条,裁条前在试板上贴上应变片或是钻出测量长度的标距孔,并记录原始读数。然后将板条切开,待应力释放后再测出应变值或标记孔距离,根据应力⁃应变关系计算出残留应力。如当板条缩短时,即表示此处的残留应力为拉应力,反之,表示此处存在压应力。

此种方法和与之效果相同的局部裁条法皆可以获得较为准确的结果,但将试件全部破坏了,而且加工量较局部裁条法大。

2.小孔法

在残留应力场中钻孔,部分应力会被释放,孔周围的应力将重新分布,达到平衡状态,如果测出孔周围区域钻孔前后应变的变化,根据弹性力学公式,则可以算出该处原来的应力分布。三个应变片互成45°角,并与孔中心等距,钻孔后测出每一条应变片的应变值,根据弹性力学公式可计算出主应力的大小和方向。

3.不通孔法

不通孔法与小孔法测残留应力的原理相同,但这种方法对结构只有很小的破坏,对于一般构件不需修补不通孔,它对结构的使用性能几乎没有影响。对于重要结构如压力容器等,可在应变测量后用电动手砂轮将其磨平。由于不通孔法对构件的破坏性比小孔法更小,所以小孔法在生产实践中已被不通孔法所取代。(www.zuozong.com)

不通孔法的测试过程与小孔法相同,钻孔直径一般为2~3mm,孔深与孔径相同时应变值即趋于稳定。

残留应力的计算公式与小孔法相同,试件在万能材料试验机上加载,当孔深固定时,改变载荷大小记录应变值变化,根据公式可计算出残留应力。

4.套孔法

套孔法是用套料钻加工环形槽使残留应力得到释放的方法。套钻前在孔心处粘贴应变片或打出标记孔,套钻后重新测量。当已知主应力方向时,按主应力方向相互垂直粘贴应变片,测出其应变,再代入公式算出主应力。如果不知主应力的方向,可粘贴三片互成45°角的应变片,按公式算出主应力的大小和方向。

5.逐层铣削法

逐层铣削法也是一种完全破坏的方法。当具有残留应力的工件被铣去一层时,部分应力释放后残留应力重新分布,试件要发生变形,如果在对面即非铣削面粘贴应变片,则可以测出每铣削一层后对面的应变值,根据这些数值则可以推算出在不同铣削层上的残留应力。

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