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文档简介

1、钻孔应变法法测试残余应力的原理钻孔应变法测量残余应力最早由J.Mathar于1934年提出，后经W.Soete和Vancombrugge等人发展，使测量精度提高。在工程实践中，盲孔使用较多，下面主要针对盲孔法进行介绍。对于厚板构件内部存在残余应力场时，在应力场内的任意位置钻一盲孔，包围在钻孔周边的金属和残余应力即被释放(孔深等于或略大于孔径，当孔深为孔径的1.2倍时，应变近于完全释放)，使原来的应力场失去平衡，这时盲孔周围将产生一定量的释放应变，并使原应力场达到新的平衡，形成新的应力场和应变场，测出释放应变ε，即可利用相应公式计算出初始测试点的残余应力。表面残余应力通常呈现为平面应力状态，有两个主应力和主应力方向共3个未知量，通常采用3个应变栅组成的应变计进行检测。目前关于盲孔法测量残余应力的理论，大都是在套用通孔分析方法的基础上做一些修正。下图为测量三向应变的应变花，用其测得盲孔周围的释放应变。计算残余应力的表达式为：式中：ε1，ε2，ε3为三个方向释放应变;σ1、σ2为最大、最小主应力;θ为σ1与1号应变栅参考轴的夹角;E为材料的弹性模量;A、B为材料的两个应变释放系数。

2、释放系数的确定释放系数是盲孔检测法计算中的关键参数，直接决定了应力检测数值的准确性，一般需在检测前预先获得。释放系数的确定通常有两种方法：(1)理论计算方法点应变法、纵向积分平均应变法、面积分平均应变法和丝栅有效面积法等。(2)物理实验标定法假设在构件中人为施加单向应力场(σ1=σ，σ2=0)，且应变片R1、R3分别平行于σ1、σ2方向，即θ=0代入公式(1)则有：将单向应力场(σ1=σ，σ2=0)代入公式(2)可得：释放应变ε1、ε3由应变片R1、R3测得，从而可求出应变释放系数A、B的值。采用公式(3)标定的应变释放系数一般在弹性范围内仅与材料的自身特性有关，而与外加应力无关;但是，当孔周边发生大的塑性变形时，需要对数据进行修正处理。3、盲孔法检测标准盲孔法具有测量精度高、操作方便、设备便宜等优点，经过数十年的发展，美国材料试验协会(ASTM)于1981年颁布了钻孔测量法残余应力标准(ASTM837)，为其确定了标准的实验方法。随后，在不断实践和演变中，国内外都形成了成熟的标准。盲孔法操作简便、测量精度较高、对焊件损伤程度相对较小，因而被广泛地应用在工程上。然而，由于在实际测定时的影响因素很多，如孔深与孔径误差、钻削会引起附加应变、应变片灵敏系数误差等，通常要对测试值做相应修

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