殘餘應(yīng)力測(cè)量(liáng)是(shì)指材料在無(wú)外(wài)力(lì)作用(yòng)下(xià),內部(bù)保持(chí)自平(píng)衡(héng)的(dí)應力(lì)狀(zhuàng)態。它(tā)在(zài)機械(xiè)加工,熱處理(lǐ),焊接等(děng)過程中產(chǎn)生,並影(yǐng)響(xiǎng)材(cái)料的(dí)疲勞壽命,應(yīng)力腐蝕和尺(chǐ)寸(cùn)穩定(dìng)性(xìng)。因此(cǐ),準(zhǔn)確測量殘(cán)餘應(yīng)力對(duì)於保(bǎo)障工(gōng)程結構(gòu)和機(jī)械(xiè)零部(bù)件的(dí)可(kě)靠性至關(guān)重(zhòng)要。
無損檢測(cè)法(fǎ)通(tōng)過(guò)物理手(shǒu)段測(cè)量材料內(nèi)部(bù)的(dí)物理(lǐ)量變化,間接(jiē)推算(suàn)殘餘(yú)應(yīng)力,主要包括(kuò)X射綫衍(yǎn)射法(fǎ),中子衍(yǎn)射(shè)法(fǎ),磁(cí)性法和(hé)超(chāo)聲法(fǎ)。
1.X射綫衍射法
X射綫衍(yǎn)射法是目前準確(què)可(kě)靠的殘餘(yú)應力測量(liáng)方法(fǎ)之一。其(qí)基本(běn)原理是(shì)根(gēn)據X射(shè)綫(xiàn)在(zài)晶體(tǐ)中的衍(yǎn)射現(xiàn)象,通過測(cè)量晶(jīng)麵間(jiān)距(jù)的變化來(lái)推(tuī)算殘(cán)餘應(yīng)力。具體(tǐ)步驟(zhòu)如(rú)下:
-準(zhǔn)備(bèi)樣品:將樣品固(gù)定在測(cè)角(jiǎo)台(tái)上(shàng),確保(bǎo)表麵(miàn)平整。
-根據布拉(lā)格定律計(jì)算(suàn)晶(jīng)麵(miàn)間距(jù)的變化,進(jìn)而推(tuī)算(suàn)殘(cán)餘應(yīng)力(lì)。
X射綫衍射法(fǎ)的(dí)優點是測(cè)量精度高,理論*,適用廣泛。但其(qí)設(shè)備昂(áng)貴(guì),對樣(yàng)品表麵(miàn)要(yào)求(qiú)高,且隻能測量(liáng)表麵應力。
2.中子衍射法(fǎ)
中(zhōng)子衍(yǎn)射(shè)法(fǎ)的原(yuán)理與X射綫(xiàn)衍射(shè)法相似,但(dàn)采用中子(zǐ)作為(wéi)入射(shè)束。由於中子具(jù)有(yǒu)較強(qiáng)的穿(chuān)透能力,可(kě)以測量(liáng)材(cái)料內(nèi)部深處的(dí)殘餘(yú)應(yīng)力。
-準(zhǔn)備樣(yàng)品(pǐn):將(jiāng)樣品放入中子衍(yǎn)射儀的反應堆孔道中(zhōng)。
-根(gēn)據(jù)衍(yǎn)射(shè)角變(biàn)化(huà)計(jì)算(suàn)殘(cán)餘(yú)應(yīng)力(lì)。
中(zhōng)子衍射法的(dí)優點是能測量材料內(nèi)部的三(sān)維應(yīng)力(lì)分布,但對設(shè)備要(yào)求(qiú)高(gāo),需在核反(fǎn)應堆中進行(háng),成本高昂(áng)。
3.磁(cí)性法
磁(cí)性法基(jī)於鐵磁材料(liào)的(dí)磁致伸縮(suō)效(xiào)應,即(jí)在(zài)磁場作用下材料(liào)發生尺寸變(biàn)化。通過(guò)測量磁(cí)導率(shuài)變(biàn)化,推算殘餘(yú)應(yīng)力(lì)。具體步(bù)驟(zhòu)如下(xià):
-將工件置(zhì)於強磁場中,測量初(chū)始(shǐ)磁(cí)導(dǎo)率。
-改(gǎi)變磁(cí)場(cháng)強(qiáng)度,記錄磁導(dǎo)率變化(huà)。
-根(gēn)據磁導(dǎo)率變(biàn)化計(jì)算殘(cán)餘應(yīng)力。
磁性(xìng)法(fǎ)的優點(diǎn)是非(fēi)破(pò)壞性,適用於大型構件。但其(qí)精(jīng)度受(shòu)材料磁特性影(yǐng)響較(jiào)大(dà),適(shì)用範(fàn)圍(wéi)有(yǒu)限(xiàn)。