小孔法測殘余應(yīng)力

1、天津大學(xué)2006屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）16第四章實驗原理、方法及結(jié)果分析焊接殘余應(yīng)力和變形的存在是影響結(jié)構(gòu)或構(gòu)件脆性斷裂強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等的重要因素。對于管道結(jié)構(gòu)而言，在內(nèi)表面存在的拉伸殘余應(yīng)力是導(dǎo)致管道發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂的主要原因之一。實際測量殘余應(yīng)力的方法有很多種，概括起來為兩類，即具有一定損傷性的機(jī)械釋放測量方法和無損傷性的測量方法。本研究在現(xiàn)有條件下，選擇技術(shù)上比較成熟、國內(nèi)外廣泛應(yīng)用的測試方法，即利用盲孔法測量了高頻

2、焊管道焊接接頭縱焊縫的殘余應(yīng)力。小孔法的原理是在應(yīng)力場中鉆小孔，應(yīng)力的平衡受到破壞，則小孔周圍的應(yīng)力將重新調(diào)整；測得孔附近的彈性應(yīng)變增量，就可以用彈性力學(xué)原理來推算出小孔處的殘余應(yīng)力。具體步驟如下：在離鉆孔中心一定距離處粘貼幾個應(yīng)變片，應(yīng)變片之間保持一定角度。然后鉆孔，測出個應(yīng)變片的應(yīng)變增加量讀數(shù)。本法在應(yīng)力釋放中對工件的破壞性最小，可鉆φ13mm盲孔，孔深達(dá)（0.81.0）D時各應(yīng)變片的讀數(shù)即趨于穩(wěn)定。小孔法結(jié)果的精確性取決于應(yīng)變片粘

3、貼位置的準(zhǔn)確性?？讖皆叫《严鄬ξ恢玫臏?zhǔn)確性要求越高。在鉆孔時，為防止孔邊產(chǎn)生附加的塑性應(yīng)變，可采用噴沙射流代替鉆削。本法也可用表面涂光彈性薄膜或脆性漆來測定應(yīng)變，但后者往往是定性的4.1盲孔法測量殘余應(yīng)力的基本原理、步驟及儀器設(shè)備[4]由于焊件內(nèi)部存在殘余應(yīng)力場，在應(yīng)力場內(nèi)任意處鉆一個一定直徑和深度的盲孔后，該處金屬連同其中的殘余應(yīng)力即被釋放，使原有殘余應(yīng)力場失去平衡。這時盲孔周圍將產(chǎn)生一定量的釋放應(yīng)變，其大小與被釋放的應(yīng)力是相當(dāng)?shù)?。測

4、出這種釋放應(yīng)變值，即可利用相應(yīng)的計算公式，確定測點處的原始?xì)堄鄳?yīng)力大小。鉆孔前將0—45—90的應(yīng)變花粘貼在孔的周圍如圖41所示。X方向為平行于焊縫方向，Y方向為垂直于焊縫方向。圖41應(yīng)變片示意圖45σmin(σ2)σmax(σ1)yxε1ε2ε32Rφ天津大學(xué)2006屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）18圖3實驗用高頻焊管及小型臺鉆圖4靜態(tài)電阻應(yīng)變儀的應(yīng)變數(shù)據(jù)都減去相同的修正值，得到最終的修正后的應(yīng)變量。所使用鉆頭的直徑D為1.5mm。采用的殘

5、余應(yīng)力計算式如下：（41）??????????????????????????????????????23122311212311maxεεε2εεKK11KK1εε2EK1συυ（42）??????????????????????????????????????23122311212311minεεε2εεKK11KK1εε2EK1συυ式中，，是與孔徑有關(guān)的經(jīng)驗表達(dá)式，32115.28.140.368.321dddK????。3.0