焊接残余应力测试

残余应力广泛地存在于各种工程结构和机械设备之中,其数值往往很大,常使得许多重要的结构和部件产生裂纹、断裂和变形等事故,严重影响产品质量,因而对生产有一定的危害性。但是残余应力也并非都是有害的。为了有效地防止、消除和利用残余应力,就要了解它的大小和分布规律,用以正确地指导各种焊接结构和机械零件的生产。残余应力的测量方法较多,诸如:各种非破损检验法、破坏或局部破坏的应力释放法。特别是近年来,由于电测技术的发展和高温电测的成功,以电测为中心的应力释放法发展到了一个新的高度。

电测应力释方法原理

电测应力释放法的一般原理和方法如下:残余应力的分布本来是不均匀的,但取值范围足够小时,可视为均匀分布。如果用标距足够小的应变片贴在测点上,用机械加工或其它方法将应变片周围的材料全部割断,则由于约束材料弹性恢复的影响因素被去除,残余应力就会消失,这就是应力释放。此时,应变片的应变变化就是当初产生残余应力的变形。通过换算即可得到预测之残余应力[1]。全释放法的应力释放方式较多,常用的有以下几种:①分割法:用铣和刨的方法,将测点周围的材料逐条切开进行应力释放[1]。②一次钻孔法[2]:当残余应力沿着表面深度方向是比较均匀时,可以采用一次钻孔法。它是从测点处钻一个直径为a、深度约为1.2a～2a的小孔。一次钻孔法目前又分为理论公式法、标定法、偏孔后的修正法三种,本文采用理论公式法。假如测量处的残余应力为σ1,见图1

图中O点是测量点,P点在以O点为圆心,半径为r的圆上,P点处的应力可分为沿着OP线方向的法向应力σr′和沿着圆周方向的切向应力σt′,则