残余应力系列4

残余应力系列4-残余应力的机械释放测试方法

20世纪30年代，就已经存在残余应力的测试方法，目前为止，残余应力测试方法包括钻孔法、环芯法及剖分法等机械释放测试手段和X射线衍射法、中子衍射法、磁性检测法和超声波检测法等无损测试手段，近年来，随着测试手段的进步，又出现了新型的压痕测试方法。

（1）钻孔法

    钻孔法即为从物体上截取一段长度为其直径3倍的管材或棒材，在其中心钻一通孔，然后用膛杆或钻头从内部逐次去除约5%的断面积一薄层金属，然后测量试样长度直径的延伸率。假设应力均匀的情况下，钻孔后的残余应力如式1所示，式中A,B代表释放系数；ε1，ε2，ε3代表由应变计测得的应变；θ代表残余主应力σ1方向与应变计轴向的夹角；σ1，σ2代表两个平面主应力。

式1.钻孔法残余应力计算公式

（2）环芯法

    环芯法主要用于大型铸钢件、锻件、焊接件以及汽车车轮的残余应力测量。该方法是在转子表面的中间和两端取三个测试点（圆周方向呈现120°），用机械法在待测工件表面加工出一个环芯槽，中间为一个环芯。使用JHYC-10静态应变测量仪及应变花测量环芯部位释放的应变，得出该部位的残余应力大小和方向，利用弹性力学原理计算出在该深度中实际的自身应力状态，即残余应力。相比于钻孔法，环芯法的应用范围有限，但是其测试精度更高。

[1] 刘佳; 王威强; 张泰瑞; 程吉锐. 残余应力测试及压入试验模拟研究进展[J],化工机械 2020,47(04),420-427

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