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            盲孔法測量殘余應(yīng)力

            作者: 時間:2013-08-03 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
            切割法和套環(huán)法測量具有較大的破壞性,因此目前在焊接件和鑄件上應(yīng)用的較多的測量方法是,就是在工件上鉆一小通孔或不通孔,使被測點的應(yīng)力得到釋放,并由事先貼在孔周位的應(yīng)變計測得釋放的應(yīng)變量,再根據(jù)原理計算出來。鉆孔的直徑和深度都不大,不會影響被測構(gòu)件的正常使用。并且這種方法具有較高的精度,因此它以成為應(yīng)用比較廣泛的方法。

            (一)理論公式的推導(dǎo)

            當殘余應(yīng)力沿厚度方向的分布比較均勻時,可采用一次鉆孔法測量殘余應(yīng)力的量值。

            用圖3.6表示被測點o附近的應(yīng)力狀態(tài):σ1和σ2為o點的殘余主應(yīng)力。在距被測點半徑為r的Р點處,σr和σt分 別表示鉆孔釋放徑向應(yīng)力和切向應(yīng)力。并且σr和σ1的夾角為ф。

            根據(jù)原理可得P點的原有殘余應(yīng)力σ˙r和σ˙t與殘余主應(yīng)力σ1和σ2的關(guān)系如式(4)

            鉆孔法測殘余應(yīng)力時,要在被測點о處鉆一半徑為a的小孔以釋放應(yīng)力。由可知,鉆孔后P點處的應(yīng)力σ?r和σ?t分別為式(5)

            在一般情況下,主應(yīng)力方向是未知的則上式中含有三個未知數(shù)σ1,σ2和Ф。如果在與主應(yīng)力成任意角 的Ф1,Ф2,Ф3三個方向上貼應(yīng)變片, 由上式可得三個方程,即可求出σ1,σ2和Ф來。為了計算方便,三個 應(yīng)變片之間的夾角采用標準角度,如Ф,Ф+45?,Ф+90?,這樣測得的三個應(yīng)變分別為ε0,ε45和ε90即:

            在有些情況下,公式(12)將會有所變化:

            1.如果被測點的殘余應(yīng)力是單向應(yīng)力狀態(tài),只要在應(yīng)力方向上貼一應(yīng)變片,鉆孔后即可測出應(yīng)變εo,把Ф=0, σ2=0代入(11)式得

            2.如果殘余應(yīng)力σ1和σ2的方向已知,則可沿兩個主應(yīng)力方向貼一應(yīng)變片,如圖3.7所示,Φ=0和Φ=90? 。則由(11)式可得:

            公式(12)是通過彈性力學理論推倒而來的,式中的A . B值是通過計算得到的。因此上述方法被稱做理論公式法。還有一種方法就是通過在拉伸試件上標定釋放應(yīng)變與應(yīng)力的比例系數(shù)后,再計算殘余應(yīng)力,這種方法稱做實驗標定法。

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