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為什么殘余應力測量很重要,衍射殘余應力檢測


發布時間:2022-05-19 02:27:38


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 什么是殘余應力?

與外部載荷無關,結構和材料內部存在內部應力。這些應力稱為殘余應力。殘余應力引起對應于晶格間距變化的應變。殘余應力自發地達到平衡,因為拉伸殘余應力被稱為有害的壓縮殘余應力被認為是有益的

剪應力

為什么殘余應力測量很重要?

機械加工,焊接,噴丸,熱處理和磨削等制造過程會產生殘余應力。殘余應力測量是確定組件在使用壽命中是否可以承受苛刻負載和應力條件的一種基本方法。也可以通過適當的方法有意地引入它們。

殘余應力測量方法

有許多方法可以測量殘余應力。這些方法通常分為基于非破壞性,半破壞性和破壞性或基于衍射的方法,基于應變松弛的方法和其他方法。所有殘余應力測量方法都是間接的。殘余應力是從諸如彈性應變或位移之類的測量值中計算或得出的。

基于衍射的殘余應力測量方法:

在基于衍射的方法中,使用布拉格定律測量彈性應變,并根據胡克定律以及彈性模量(E)和泊松比(v)來計算應力。

X射線衍射法

與可見光相比,X射線具有高能量和短波長,使其非常適合探測晶體材料中的晶面距離(=殘余應力)。X射線衍射技術為質量控制評估提供了可靠的數據。該技術適用于所有晶體材料,包括陶瓷。X射線衍射方法可測量*對應力,而無需校準的無應力樣品。殘余應力測量結果以*對MPa值表示。

中子衍射法

中子衍射(ND)提供完整的殘余應力張量σ11(平行于表面),σ22(平行于表面)和σ33(垂直于表面),用于對厚組件進行分析。與XRD一樣,ND也使用布拉格定律測量彈性應變,并根據胡克定律以及彈性模量(E)和泊松比(v)計算應力。由于用于中子產生的昂貴的固定衍射儀,用于殘余應力測量的中子衍射尚未廣泛獲得并且容易獲得。

同步加速器衍射法

同步加速器衍射是X射線衍射的更高能級。對于具有復雜幾何形狀的組件,可以使用同步加速器衍射,但是通常組件的大小受到限制。世界各地只有許多同步加速器設施,這使得該方法不便于攜帶且具有成本效益。

鉆孔法測量殘余應力

鉆孔是測量殘余應力常用的應力松弛技術。通過在目標區域中鉆一個小盲孔來去除應力材料,孔周圍的材料自發地找到新的應力平衡。這導致孔附近的表面移位。

鉆孔應變計法

使用污點規方法,將特殊的應變儀安裝在要測量的表面上。殘余應力在松弛應變儀上測量。

ESPI鉆孔方法

使用ESPI方法,通過使用光學干涉儀測量表面附近的位移。然后,將測得的位移用于計算鉆孔之前體積中存在的應力。


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