殘余應力的測量方法

　　殘余應力是由于工件在制備過(guò)程中，在構件內部產(chǎn)生的應力。在無(wú)外力作用下，以平衡狀態(tài)存在于物體內部的應力。從概念可以看出，它不是指一個(gè)數值而是一個(gè)分布狀態(tài)或稱(chēng)為殘余應力場(chǎng)。不只存在壓應力或拉應力而是同時(shí)存在與之平衡的拉應力或壓應力。是彈性應力，理論上其數值不應該超過(guò)材料的屈服強度。
 

　　金屬材料在外力作用下發(fā)生塑性變形后會(huì )出現，而只發(fā)生彈性變形時(shí)卻不會(huì )產(chǎn)生。這是因為金屬在外力作用下的變形是不均勻的，有的部位變形量大，而有的部位小，它們相互之間又是互相牽連在一起的整體，這樣在變形量不同的各部位之間就出現了一定的彈性應力-----當外力去除后這部分力仍然存在。
 

　　有許多技術(shù)可用來(lái)測量，這些大致分為三個(gè)領(lǐng)域：破壞性，半破壞性和非破壞性。通常使用的方法取決于所需的信息。由于某些測量技術(shù)的復雜性，應在專(zhuān)門(mén)的設備中執行測量。對于許多非破壞性技術(shù)而言尤其如此。以下列出了三個(gè)主要類(lèi)別：
 

　　1、破壞性的這些技術(shù)涉及破壞被測物體，并且通常從研究和開(kāi)發(fā)角度使用。實(shí)施破壞性測試通常要比進(jìn)行非破壞性測試便宜得多。包括：
 

　　.輪廓法：輪廓法通過(guò)將物體切成兩部分并沿著(zhù)切割所創(chuàng )建的自由平面測量表面高度圖來(lái)確定。
 

　　.分條：縱切法是一種用于測量垂直于穿過(guò)物體的平面的技術(shù)。它涉及在整個(gè)工件的厚度范圍內按深度的增量切割一條細縫，并測量與縫深度有關(guān)的變形。然后，根據通過(guò)測得的變形來(lái)解決反問(wèn)題而確定的貫穿厚度位置來(lái)計算。
 

　　2、半破壞性半破壞技術(shù)可與破壞技術(shù)相比，因為它們使用應變釋放原理來(lái)確定。然而，僅去除了少量的材料，從而使結構能夠更好地保持其完整性。包括：
 

　　.深孔鉆削：深孔鉆探涉及在物體的厚度上鉆一個(gè)孔，測量孔的直徑，在孔周?chē)幸粋€(gè)圓形槽以從孔周?chē)コ牧虾?，然后重新測量孔的直徑。
 

　　.中心孔鉆孔：中心孔鉆孔的原理是在物體上鉆一個(gè)小孔。當去除包含殘余應力的材料時(shí)，剩余材料達到新的平衡狀態(tài)，該狀態(tài)在孔周?chē)哂邢嚓P(guān)的變形。使用應變儀或光學(xué)方法在分析過(guò)程中測量孔周?chē)淖冃?。根據測量的變形計算。
 

　　3、無(wú)損技術(shù)的示例包括：
 

　　.中子衍射：使用中子測量物體中的晶格間距。離開(kāi)物體的中子具有與入射中子相當的能量，從而可以根據晶格間距確定。
 

　　.同步加速器X射線(xiàn)衍射：需要使用同步加速器來(lái)加速電磁輻射，以透徹了解物體的晶格間距。該過(guò)程使用類(lèi)似的方法進(jìn)行中子衍射以計算。
 

　　.X射線(xiàn)衍射：該過(guò)程允許測量表面殘余應力，因為X射線(xiàn)僅穿透目標表面幾百微米。