盲孔法测量LiH残余应力

采用盲孔法对烧结、机加成形的SR40超半球和Φ60圆柱的LiH材料测试件进行残余应力测量。结果表明:SR40超半球测试件球面45°处残余应力值最大,径向σr达到-9.5670 MPa,周向σt达到2.2352 MPa;球面各点径向σr残余应力均为压应力,而周向σt残余应力均为拉应力,且径向σr大于周向σt,测试件呈压应力状态。Φ60圆柱测试件端面中心残余应力值最小,从端面中心到端面边缘,径向σr和周向σt残余应力是先增大后减小。     

盲孔法测量汽轮机转子残余应力

采用盲孔法测量汽轮机转子近表面的残余应力,并与切环法进行比较。结果表明:不同加工阶段,汽轮机转子表面的残余应力大小及分布是不同的;盲孔法更能真实地反映汽轮机转子近表面的残余应力状况;盲孔法测量残余应力,破坏性小,操作便捷,测量精度高。     

盲孔法测量残余应力的钻削加工应变

采用一种新的钻孔标定方法－有应力钻孔标定法，研究了盲孔法测量残余应力过程中外加应力与钻削加工应变的关系。结果表明，加工应变的大小不仅与应力水平有关，而且与应力性质有关，试验获得的钻孔加应变εｐｍ与钻孔释放应变△ε之间的关系为一简单的线性关系：εｑｍ＝ａ△ε＋ｂ，式中ａ，ｂ为测量系数，与钻孔方法，被测材料等因素有关。本关系的获得使得采用刃具钻孔测量残余应力的精度有很大提高。     

盲孔法与压痕法测量2219铝合金熔焊焊缝残余应力的对比分析

采用盲孔法和压痕法,分别对2219铝合金变极性TIG焊焊缝两侧的残余应力进行测量,测量点沿距焊缝中心线19 mm的纵截面上布置.铝合金熔焊的残余应力关于焊缝中心线近似对称相等,在焊缝中心线任一垂直线上,距离焊缝中心线距离相等的两点应力相等.分别用两种应力测量方法测量焊缝中心线两侧应力,对比两种测量方法对同一大小的应力测量的差别.测量结果表明,盲孔法与压痕法应力测量结果变化趋势大体一致,沿焊缝方向应力呈现抛物线状,在焊缝中部存在应力最大值.根据两种测量方法的回归曲线,压痕法测量结果比盲孔法大20 MPa左右.通过R软件做配对样本的t检验分析,在置信度为0.95时,压痕法测量结果减盲孔法测量结果的差值的置信区间为(14,37),平均差值为25 MPa.     

盲孔法测量镍基合金焊接残余应力测试技术

镍基合金在核电设施的建设中应用广泛,但对其焊后残余应力研究较少.以Inconel 690为主,针对盲孔法测量镍基合金残余应力的影响因素进行研究,确定了Inconel 690合适的孔片配合,标定了A、B系数,并用所选定的孔片配合与标定系数实际测量Inconel 690的堆焊试板.试验结果表明,盲孔法测量Inconel 690的焊接残余应力是可行的.     

屈服状态下盲孔法测量残余应力孔边应变释放系数修正

盲孔法测量残余应力计算公式是在弹性条件下推导出来的。为了测量材料屈服状态下的残余应力,必须对盲孔释放法进行修正,以消除孔边塑性变形对测量精度的影响。通过使用基于孔边形状改变比能S的A、B系数修正法,使盲孔法测量焊接残余应力的精度得到提高,并且扩大了应力值的测量范围。与其它的修正方法相比,结合有限元数值计算的基于孔边形状改变比能S的A、B系数修正法简单易行,更适合于实际的工程应用。     

盲孔法测量非均匀残余应力时的释放系数

盲孔法测量沿深度非均匀的残余应力时,积分法是最常用的计算方法,其释放系数矩阵[a],[b]对计算精度有很大影响.由于在标定释放系数矩阵时假定各层上的残余应力均匀分布,当应力梯度变化较大时会引起较大的计算误差.文中首先建立了标定释放系数矩阵的三维有限元模型,并通过模拟均匀残余应力场验证了其有效性.在此基础上分析了积分法标定的释放系数矩阵用于计算沿深度非均匀残余应力时的误差,并提出了二次标定的修正方法.结果表明,采用二次标定的释放系数矩阵计算得到的残余应力值更接近于真实应力.     

盲孔法测量精度的研究─—边界及孔间距的影响

本文根据弹性这柯西解及三维弹性有限元分析，对通孔及盲孔测量时，边界与孔中心距离和孔与孔间距问题进行了研究讨论，得到边界及孔间距是在一定范围内有影响的，孔与孔之间的影响与载荷方向有关，并且通过实验对其进行了验证。由此确定了误差小于２％－３％的横向最小间距ｄｉｍｉｎ（垂直国荷），纵向最小距ｄｘｍｉｎ（平行于载荷方向）和孔与边界的最小距离ｄｍｉｎ。为盲孔测量获得比较可靠而又完整的应力数值提供了依据。     

160缸体铸件残余应力的测量和消除

介绍了盲孔法测量铸件残余应力的基本原理和主要步骤.比较了缸体热处理前后、抛丸前后测得的残余应力数据.结果表明:(1)经过热处理后,铸件的最大主应力消除率平均达到41%,最大主应力总平均峰值消除率为49.8%;(2)抛九后压应力提高,有利于平衡铸件的拉应力,减少裂纹倾向,提高铸件的抗疲劳性能和力学性能.     

钢板残余应力盲孔测量法试验及应用

盲孔法为目前应用最为广泛的金属结构残余应力测量方法. 为了在薄钢板残余应力检测时更合理使用盲孔法并获得最好的测量精度,设计制作钢板试样在拉伸(压缩)试验机上施加拉力或者压力,使用盲孔法重复测量钢板内应力多次并与其理论值进行比较,分析测量的准确性和重复性. 结果表明,最小可稳定感知的拉伸和压缩应力都大约为1 MPa,在各应力水平下测量值都存在一定大小的偏差和分散性. 随着拉应力的增大,测量的准确度和重复性也都提高,并在大于60 MPa以后趋于稳定;随着压应力绝对值的增大,测量的准确度和重复性也都提高,并在大于35 MPa之后达致稳定;当应力水平在?10 ~ 25 MPa之间时,测量的准确度和重复性都较差. 建立测量精度补偿修正模型,经过修正后盲孔法对于高应力(拉应力大于25 MPa,压应力小于?10 MPa)水平的测量准确度都可以显著提高;但对于低应力(拉应力小于25 MPa,压应力大于?10 MPa)水平的测量准确度与重复性仍都较低,建议在实际使用中通过增加测量次数以保证测量结果可信度. 将所建立的测量精度修正方法用于针对某公司热轧汽车大梁钢板分条前钢板残余应力的实际测量,测量发现产生分条翘曲缺陷的热轧钢板都存在横向残余应力大于纵向残余应力的现象,为研究分条翘曲问题提供了支撑.     

Recent advances in the hole drilling method for residual stress measurement

The main activities in the hole drilling residual stress measurement technique recently developed at the University of Pisa are reviewed and presented. Particular attention was paid to developing tools for increasing the limits indicated by the presently applied standard procedures for residual stress evaluation. For residual stresses that were assumed to be uniform through-thickness, the effect of plasticity was numerically analyzed and results formed the basis for a procedure that allows an increase in the maximum measurable residual stress up to 0.9 of the material yield strength. For nonuniform through-thickness residual stress, accurate analytical influence functions are proposed by which arbitrary interpolation of the influence coefficients is avoided and all the experimentally obtained strains, with no regard to their number, can be used as input for residual stress evaluation.     

钻孔法测量焊接残余应力误差因素分析

为提高焊接残余应力钻孔法测量结果的可靠性,需分析其测量过程中的误差因素,依据误差传递理论推导了由应变误差与释放系数误差传递给最终测量结果的误差公式,并由测量过程中的误差因素建立了一条影响最终测量结果的误差链. 以2A12高强铝合金VPPA-MIG复合焊接板材为试验对象,定量分析了误差链中的弹性模量误差、贴片误差和应变读数取值时间误差传递到最终结果中的相对误差. 结果表明,由弹性模量误差传递到残余应力σ₁,σ₂中的相对误差均很小;由贴片误差传递到残余应力σ₁,σ₂和?角中的相对误差在贴片24 h后均降为0%;由应变取值时间误差传递到残余应力σ₁,σ₂和?角中的相对误差在应变释放150 min后均降为0%.     

Implementation and development of the incremental hole drilling method for the measurement of residual stress in thermal spray coatings

The experimental measurement of residual stresses originating within thick coatings deposited by thermal spray on solid substrates plays a role of fundamental relevance in the preliminary stages of coating design and process parameters optimization. The hole-drilling method is a versatile and widely used technique for the experimental determination of residual stress in the most superficial layers of a solid body. The consolidated procedure, however, can only be implemented for metallic bulk materials or for homogeneous, linear elastic, and isotropic materials. The main objective of the present investigation was to adapt the experimental method to the measurement of stress fields built up in ceramic coatings/metallic bonding layers structures manufactured by plasma spray deposition. A finite element calculation procedure was implemented to identify the calibration coefficients necessary to take into account the elastic modulus discontinuities that characterize the layered structure through its thickness. Experimental adjustments were then proposed to overcome problems related to the low thermal conductivity of the coatings. The number of calculation steps and experimental drilling steps were finally optimized.     

焊接工艺对30mm厚Q690钢板焊接残余应力的影响

为了得到焊接工艺对30 mm厚Q690钢板焊后残余应力分布及大小的影响,实施了不同工艺条件下的焊接试验,并通过盲孔法对试板焊后应力进行测定,得到了不同工艺条件下的焊接残余应力。结果表明,在焊缝区,横向应力为压应力,最大为569 MPa,纵向应力为拉应力,最大为57 MPa;在热影响区,横向应力为拉应力,最大为143 MPa,纵向应力由压应力逐步变为拉应力,最大拉应力为75 MPa。焊材和焊接热输入对接头残余应力有一定影响,其中,焊接热输入增加,残余应力也逐步变大。采用"X"形坡口可以改善焊接接头残余应力分布,残余应力多为压应力,但残余压应力的存在会降低接头的局部稳定性,需进行焊后热处理,以减小其不利影响。在实际生产中优选药芯焊材和热输入为20.8 k J/cm的焊接工艺。     

耐热钢厚壁管环焊残余应力的有限元分析

以热-弹塑性理论为基础，建立了厚壁管环焊残余应力的二维轴对称有限元模型，利用ANSYS有限元分析软件，模拟了耐热钢厚壁管环焊对接的应力分布。结果表明，焊缝内表面及其附近处的轴向应力和环向应力均是拉应力，而外表面是压应力，接头处内表面应力水平高于外表面；径向应力数值远低于环向应力和轴向应力；各方向残余应力的最大值均位于距管道外表层一定距离处，其数值大小接近于材料的屈服点应力。     

焊接残余应力磁弹性法测试研究

以巴克豪森噪声(Barkhausen Noise)为原理,采用频率20～70 kHz,测试深度为0.07 mm的STRESS-CAN500C磁弹性应力仪,测量了压力容器用16MnR钢焊后以及焊后热处理的残余应力(包括焊缝、熔合区、热影响区),研究了残余应力的形成、不同区域的分布.结果表明:平行于焊缝的残余应力大于垂直焊缝的残余应力;丁字焊接区产生应力极大值.选择550℃×3 h作为焊后热处理的工艺,其残余应力是屈服强度的20%.     

焊接残余应力求解的边界元数学模型

焊接残余应力和变形之间存在着确定关系,二者可通过焊接过程中产生的非协调应变联系起来,文中以焊接初应变为基础,利用边界元的直接法,推导出了通过焊接变形求解二维焊接残余应力的数学模型.给定焊缝中初应变的初值,根据焊接构件边界上已知的位移信息,可由边界积分方程求出边界上所有未知的位移分量和表面力分量.在边界位移已知的条件下,应用该模型可对焊接构件内部残余应力进行求解.构件边界上的应力可由弹性体的边界应力和边界面力的关系,通过物理方程和几何方程求出.通过计算实例,验证了模型的可行性.     

环肋圆柱壳结构焊接残余应力和变形的数值模拟

运用有限元软件ANSYS的APDL语言,对耐压圆柱壳结构的焊接残余应力和变形编制计算程序,运用生死单元技术,对结构进行焊接热应力分析,得到环肋圆柱壳结构的焊接残余应力分布和焊接残余变形.计算结果表明,轴向焊接残余应力在结构肋骨附近呈双峰形态,以及残余变形在焊缝处(肋骨所在位置)最为剧烈,焊接轴向残余应力总体上来说比较小...