殘余應力的測量
來源：天氏庫力 發(fā)布日期
2022-12-20 瀏覽：
1.什么是殘余應力
首先來一段官方的定義：殘余應力（Resudual Stress）是工件在制造過程中不可缺少，將受到來自各種工藝等因素的作用與影響系列；當這些因素消失之后，若構件所受到的上述作用與影響不能隨之而完全消失服務為一體，仍有部分作用與影響殘留在構件內方案，則這種殘留的作用與影響就是殘余應力。
換個通俗的方式跟大家講相互配合。比如說一個人之前很瘦統籌發展，買了一條L號的牛仔褲，然而過了年吃成了大胖子積極回應，這時候再穿這條牛仔褲慢體驗，由于人長胖了而褲子沒變，因此他就會覺得褲子太緊了要落實好，這時候身體與褲子之間就有了很強的作用力，如果用力過猛很容易把褲子撕破向好態勢，這種破壞力就是殘余應力的作用效果相對簡便。
從能量作功的角度來理解，外力使物體發(fā)生塑性變形時會導致物體內部發(fā)生變形更默契了，因而積累一部分能量特性，當外力消除后，內部應力分布不均勻的能量要進行釋放，如果物體的脆性地共創輝煌，則物體會緩慢變形培訓，脆性高則形成裂紋。
殘余應力在機械制造中非常常見使用，往往各個工藝都會產生殘余應力。不過，從本質上講新趨勢，產生殘余應力的原因可以歸結成三類：
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：不均勻的相變可能性更大。
2.殘余應力的危害
從殘余應力的分類可以看出，殘余應力會引起物體緩慢變形新體系，導致物體尺寸的改變使命責任，導致物體尺寸的改變，導致機械加工工件尺寸不合格搖籃，儀器生產中導致整臺儀器喪失精度成為廢品持續創新，鑄造鍛造工件出現裂紋甚至斷裂，同時對其疲勞強度使用、抗應力腐蝕能力分析、尺寸穩(wěn)定性和使用壽命等，也有著十分重要的影響長效機製。
鑄件在冷卻的過程中強化意識，由于工藝的不合理導致冷卻不均勻而產生殘余熱應力導致鑄件斷裂。
鑄件冷卻時斷裂
熱處理的淬火過程中深入，過冷奧氏體進行馬氏體轉變時容易導致材料斷裂合理需求。
淬火過程金屬斷裂
殘余應力的測量
對于殘余應力的測量，從大類上可以分為機械法基本情況、化學法和X射線法三種先進水平。
1.機械法
機械法中最為常見的鉆孔法（也稱盲孔法）操作時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，然后用膛桿或鉆頭從內部逐次去除一薄層金屬充分發揮，每次去除約5%的斷面積共享，去除后測量試樣長度的延伸率和直徑的延伸率。
繪制這些數值與鉆孔剖面積的關系曲線全面展示，用作圖法求出曲線上任意一點的到處姿勢，表征延伸率與鉆孔剖面的變化率，然后代入相應的應力公式即可得到殘余應力值服務。
化學法
化學法有兩種思想重要平臺。一種想法是將試樣浸入到適當的溶液中，測量出自開始侵蝕到發(fā)現裂紋的經過時間選擇適用，按此經過的時間來判斷殘余應力的大小生動，所用的溶液提單產，對于含錫青銅可用水銀及含水銀的鹽類，對于鋼可用弱堿及硝酸鹽類綠色化。另一種想法是將試樣吊浸在適當的溶液里設計，隔一定時間來稱其重量。這樣就可以得到一個重量減小量與經過時間的關系曲線問題，與標準曲線相比較應用的選擇，以判定其殘余應力的大小，所得到的曲線的位置比標準曲線越高。則表示物體內的殘余應力越大大大縮短。
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形狀的變化來定性地確定殘余應力開放要求。
當無殘余應力存在時高質量，各干擾斑點呈點狀分布。有殘余應力時緊密相關，各干擾斑點伸長大幅增加，呈“星芒”狀。
(a)無殘余應力 (b)殘余應力存在
德拜法可以定量地測出所存在的殘余應力重要組成部分，具體可根據德拜圖上衍射射線條位置服務延伸、射線線條寬度和強度的變化來確定。
總結以下傳承，機械法和化學法是有損測試方法貢獻力量，需要對待測物體局部取樣，而且測試后損壞不可逆具有重要意義。X射線是一種無損測試方法前景，可保持物體的完整性。機械法能夠較為精確的確定殘余應力的大小和分布勃勃生機，一般適用于棒形和管形的物體進一步。化學法適用于金屬絲多種、薄片類型的物體發行速度，但化學法只能進行定性判斷，很難做到定量描述強大的功能。X射線雖然是一種“非破壞性”的方法積極拓展新的領域，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，并由于X射線的投射能力較小與時俱進，智能探明物體接近表面部分的情況應用。
殘余應力的消除
既然殘余應力危害這么多，那么行之有效的消除方法就顯得十分必要了性能。消除方法有熱處理動力、靜載荷加壓、振動時效和機械處理四種方法法治力量。
熱處理就是利用殘余應力的熱松弛效應消除或降低殘余應力長期間，一般采用退火、回火等方式進行處理技術研究。
靜載荷加壓是目前主流，就是使工件產生整體或局部、甚至微區(qū)的塑性變形來調整工件的殘余應力現場。例如大型壓力容器便利性，在焊接之后，在其內部加壓高質量，即所謂的“脹形”信息化，使焊接接頭發(fā)生微量塑性變形，以減小焊接殘余應力可靠。
振動時效，英文叫做Vibration Stress Relief，簡稱VSR我有所應。振動時效處理是工程材料常用的一種消除其內部殘余內應力的方法深刻認識，是通過振動，使工件內部殘余的內應力和附加的振動應力的矢量和達到超過材料屈服強度的時候管理，使材料發(fā)生微量的塑性變形新型儲能，從而使材料內部的內應力得以松弛和減輕。
機械處理應用提升，就是利用物體表面產生很小的塑性變形的方法來減小殘余應力不同需求，包括零件彼此碰撞、表面滾壓引人註目、表面拉制以及模具中表面校形精壓等關註。例如打鐵的好處之一就是消除殘余應力。
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