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盲孔法測量殘余應(yīng)力

作者： 時間：2013-08-03 來源：網(wǎng)絡(luò) 收藏
切割法和套環(huán)法測量殘余應(yīng)力具有較大的破壞性，因此目前在焊接件和鑄件上應(yīng)用的較多的殘余應(yīng)力測量方法是盲孔法，盲孔法就是在工件上鉆一小通孔或不通孔，使被測點的應(yīng)力得到釋放，并由事先貼在孔周位的應(yīng)變計測得釋放的應(yīng)變量，再根據(jù)彈性力學(xué)原理計算出殘余應(yīng)力來。鉆孔的直徑和深度都不大，不會影響被測構(gòu)件的正常使用。并且這種方法具有較高的精度，因此它以成為應(yīng)用比較廣泛的方法。

（一）理論公式的推導(dǎo)

當(dāng)殘余應(yīng)力沿厚度方向的分布比較均勻時，可采用一次鉆孔法測量殘余應(yīng)力的量值。

用圖3.6表示被測點o附近的應(yīng)力狀態(tài)：σ1和σ2為o點的殘余主應(yīng)力。在距被測點半徑為r的Р點處，σr和σt分 別表示鉆孔釋放徑向應(yīng)力和切向應(yīng)力。并且σr和σ1的夾角為ф。

根據(jù)彈性力學(xué)原理可得P點的原有殘余應(yīng)力σ˙r和σ˙t與殘余主應(yīng)力σ1和σ2的關(guān)系如式（4）

鉆孔法測殘余應(yīng)力時，要在被測點о處鉆一半徑為a的小孔以釋放應(yīng)力。由彈性力學(xué)可知，鉆孔后P點處的應(yīng)力σ?r和σ?t分別為式（5）

在一般情況下，主應(yīng)力方向是未知的則上式中含有三個未知數(shù)σ1，σ2和Ф。如果在與主應(yīng)力成任意角 的Ф1，Ф2，Ф3三個方向上貼應(yīng)變片， 由上式可得三個方程，即可求出σ1，σ2和Ф來。為了計算方便，三個 應(yīng)變片之間的夾角采用標(biāo)準(zhǔn)角度，如Ф，Ф+45?，Ф+90?，這樣測得的三個應(yīng)變分別為ε0，ε45和ε90即：

在有些情況下，公式（12）將會有所變化：

1.如果被測點的殘余應(yīng)力是單向應(yīng)力狀態(tài)，只要在應(yīng)力方向上貼一應(yīng)變片，鉆孔后即可測出應(yīng)變εo，把Ф=0, σ2=0代入（11）式得

2.如果殘余應(yīng)力σ1和σ2的方向已知，則可沿兩個主應(yīng)力方向貼一應(yīng)變片，如圖3.7所示，Φ=0和Φ=90? 。則由（11）式可得：

公式（12）是通過彈性力學(xué)理論推倒而來的，式中的A . B值是通過計算得到的。因此上述方法被稱做理論公式法。還有一種方法就是通過在拉伸試件上標(biāo)定釋放應(yīng)變與應(yīng)力的比例系數(shù)后，再計算殘余應(yīng)力，這種方法稱做實驗標(biāo)定法。
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