殘余應(yīng)力的測量
來源：天氏庫力 發(fā)布日期
2022-12-20 瀏覽：
1.什么是殘余應(yīng)力
首先來一段官方的定義：殘余應(yīng)力（Resudual Stress）是工件在制造過程中擴大，將受到來自各種工藝等因素的作用與影響穩定發展；當(dāng)這些因素消失之后更加廣闊，若構(gòu)件所受到的上述作用與影響不能隨之而完全消失範圍和領域，仍有部分作用與影響殘留在構(gòu)件內(nèi)服務延伸，則這種殘留的作用與影響就是殘余應(yīng)力邁出了重要的一步。
換個(gè)通俗的方式跟大家講。比如說一個(gè)人之前很瘦深入各系統，買了一條L號(hào)的牛仔褲解決問題，然而過了年吃成了大胖子，這時(shí)候再穿這條牛仔褲作用，由于人長胖了而褲子沒變，因此他就會(huì)覺得褲子太緊了統籌推進，這時(shí)候身體與褲子之間就有了很強(qiáng)的作用力方案，如果用力過猛很容易把褲子撕破，這種破壞力就是殘余應(yīng)力的作用效果了解情況。
從能量作功的角度來理解深入，外力使物體發(fā)生塑性變形時(shí)會(huì)導(dǎo)致物體內(nèi)部發(fā)生變形，因而積累一部分能量重要的，當(dāng)外力消除后開展研究，內(nèi)部應(yīng)力分布不均勻的能量要進(jìn)行釋放，如果物體的脆性地相互融合，則物體會(huì)緩慢變形首要任務，脆性高則形成裂紋。
殘余應(yīng)力在機(jī)械制造中非常常見不同需求，往往各個(gè)工藝都會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力發展。不過，從本質(zhì)上講總之，產(chǎn)生殘余應(yīng)力的原因可以歸結(jié)成三類：
第一類：不均勻的塑性變形 第二類：不均勻的溫度變化 第三類：不均勻的相變面向。
2.殘余應(yīng)力的危害
從殘余應(yīng)力的分類可以看出，殘余應(yīng)力會(huì)引起物體緩慢變形研學體驗，導(dǎo)致物體尺寸的改變建設項目，導(dǎo)致物體尺寸的改變最為突出，導(dǎo)致機(jī)械加工工件尺寸不合格，儀器生產(chǎn)中導(dǎo)致整臺(tái)儀器喪失精度成為廢品相結合，鑄造鍛造工件出現(xiàn)裂紋甚至斷裂高效化，同時(shí)對(duì)其疲勞強(qiáng)度、抗應(yīng)力腐蝕能力更多的合作機會、尺寸穩(wěn)定性和使用壽命等延伸，也有著十分重要的影響。
鑄件在冷卻的過程中服務好，由于工藝的不合理導(dǎo)致冷卻不均勻而產(chǎn)生殘余熱應(yīng)力導(dǎo)致鑄件斷裂新趨勢。
鑄件冷卻時(shí)斷裂
熱處理的淬火過程中，過冷奧氏體進(jìn)行馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)容易導(dǎo)致材料斷裂共謀發展。
淬火過程金屬斷裂
殘余應(yīng)力的測量
對(duì)于殘余應(yīng)力的測量學習，從大類上可以分為機(jī)械法、化學(xué)法和X射線法三種聽得懂。
1.機(jī)械法
機(jī)械法中最為常見的鉆孔法（也稱盲孔法）操作時(shí)從物體上截取一段長度為其直徑3倍的棒材（或管材）在其中心鉆一通孔措施，然后用膛桿或鉆頭從內(nèi)部逐次去除一薄層金屬，每次去除約5%的斷面積要落實好，去除后測量試樣長度的延伸率和直徑的延伸率緊密相關。
繪制這些數(shù)值與鉆孔剖面積的關(guān)系曲線，用作圖法求出曲線上任意一點(diǎn)的到處先進技術，表征延伸率與鉆孔剖面的變化率培訓，然后代入相應(yīng)的應(yīng)力公式即可得到殘余應(yīng)力值。
化學(xué)法
化學(xué)法有兩種思想宣講手段。一種想法是將試樣浸入到適當(dāng)?shù)娜芤褐兄匾ぞ?，測量出自開始侵蝕到發(fā)現(xiàn)裂紋的經(jīng)過時(shí)間，按此經(jīng)過的時(shí)間來判斷殘余應(yīng)力的大小配套設備，所用的溶液更優質，對(duì)于含錫青銅可用水銀及含水銀的鹽類，對(duì)于鋼可用弱堿及硝酸鹽類推進高水平。另一種想法是將試樣吊浸在適當(dāng)?shù)娜芤豪锩摲f而出，隔一定時(shí)間來稱其重量。這樣就可以得到一個(gè)重量減小量與經(jīng)過時(shí)間的關(guān)系曲線資料，與標(biāo)準(zhǔn)曲線相比較廣泛應用，以判定其殘余應(yīng)力的大小，所得到的曲線的位置比標(biāo)準(zhǔn)曲線越高橫向協同。則表示物體內(nèi)的殘余應(yīng)力越大哪些領域。
X射線法
X射線法可利用X射線穿透金屬件，其中勞埃法是通過干擾斑點(diǎn)形狀的變化來定性地確定殘余應(yīng)力不斷創新。
當(dāng)無殘余應(yīng)力存在時(shí)建立和完善，各干擾斑點(diǎn)呈點(diǎn)狀分布提供了遵循。有殘余應(yīng)力時(shí)，各干擾斑點(diǎn)伸長大型，呈“星芒”狀服務效率。
(a)無殘余應(yīng)力 (b)殘余應(yīng)力存在
德拜法可以定量地測出所存在的殘余應(yīng)力，具體可根據(jù)德拜圖上衍射射線條位置重要意義、射線線條寬度和強(qiáng)度的變化來確定統籌發展。
總結(jié)以下，機(jī)械法和化學(xué)法是有損測試方法體系，需要對(duì)待測物體局部取樣生產製造，而且測試后損壞不可逆。X射線是一種無損測試方法合理需求，可保持物體的完整性是目前主流。機(jī)械法能夠較為精確的確定殘余應(yīng)力的大小和分布，一般適用于棒形和管形的物體高質量〕浞职l揮；瘜W(xué)法適用于金屬絲、薄片類型的物體管理，但化學(xué)法只能進(jìn)行定性判斷設計，很難做到定量描述。X射線雖然是一種“非破壞性”的方法改進措施，但此方法僅適用于能夠給出較清晰敏銳的衍射線條的某些材料提供堅實支撐，并由于X射線的投射能力較小，智能探明物體接近表面部分的情況高產。
殘余應(yīng)力的消除
既然殘余應(yīng)力危害這么多，那么行之有效的消除方法就顯得十分必要了發揮作用。消除方法有熱處理良好、靜載荷加壓、振動(dòng)時(shí)效和機(jī)械處理四種方法銘記囑托。
熱處理就是利用殘余應(yīng)力的熱松弛效應(yīng)消除或降低殘余應(yīng)力引領，一般采用退火、回火等方式進(jìn)行處理示範。
靜載荷加壓應用前景，就是使工件產(chǎn)生整體或局部、甚至微區(qū)的塑性變形來調(diào)整工件的殘余應(yīng)力運行好。例如大型壓力容器首次，在焊接之后，在其內(nèi)部加壓部署安排，即所謂的“脹形”搖籃，使焊接接頭發(fā)生微量塑性變形技術，以減小焊接殘余應(yīng)力。
振動(dòng)時(shí)效推動，英文叫做Vibration Stress Relief相對較高，簡稱VSR。振動(dòng)時(shí)效處理是工程材料常用的一種消除其內(nèi)部殘余內(nèi)應(yīng)力的方法信息，是通過振動(dòng)相關，使工件內(nèi)部殘余的內(nèi)應(yīng)力和附加的振動(dòng)應(yīng)力的矢量和達(dá)到超過材料屈服強(qiáng)度的時(shí)候，使材料發(fā)生微量的塑性變形傳承，從而使材料內(nèi)部的內(nèi)應(yīng)力得以松弛和減輕等特點。
機(jī)械處理，就是利用物體表面產(chǎn)生很小的塑性變形的方法來減小殘余應(yīng)力形式，包括零件彼此碰撞建設應用、表面滾壓、表面拉制以及模具中表面校形精壓等日漸深入。例如打鐵的好處之一就是消除殘余應(yīng)力動力。
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