残余应力涡流热成像无损检测技术及应用

残余应力的存在严重影响着构件的刚度和强度,当其与外部工作应力叠加后的总应力超过强度极限时很可能导致零件的失效。在概述残余应力无损研究进展的基础上,结合涡流热成像无损检测机理,讨论了运用涡流热成像技术进行导体材料残余应力检测的理论基础,给出了残余应力涡流无损检测的试验方案。通过对钢板中冲击残余应力的检测试验,对提出的方法进行了验证。结果表明,涡流热成像检测方法能够快速、有效地对材料内部的残余应力分布进行检测。     

球形封头热冲压成形残余应力分析

球形封头在其直边段易发生折皱和开裂,残余应力过大是造成其缺陷的根本原因之一.针对无损X射线衍射法、有损全释放法这两种残余应力测试方法的检测原理、测试方法及应用特点等方面进行了分析介绍.以12Cr2Mol R(H)材料为例,采用两种方法分别测量了球形封头热冲压成形后的外壁残余应力值.揭示了封头外壁残余应力分布规律:封头外壁的残余应力值由底部开始逐渐增大,过渡段为应力值转折区域,进入直边段后,残余应力值达到最大.通过对比发现:两种测量方法测得的残余应力变化规律相似;全释放法测得的残余应力值较大;残余应力值在封头外壁直边段部分达到最大.     

残余应力测量方法的研究现状

针对残余应力测量的重要性,对目前残余应力的测量方法进行了综述和展望.阐述了传统的测量残余应力的方法及其应用情况,介绍了几种新型的残余应力的测量方法及其适用范围,指出残余应力的测量技术正朝着无损、快捷、在线测量等方向发展.     

铝合金薄板焊接接头残余应力分析

铝合金型材已经被广泛用作高速列车车体材料,其结构件焊接接头的服役安全可靠性至关重要。残余应力对接头的疲劳寿命影响很大,能够准确、无损、快速对焊接结构的残余应力进行测试。分别采用小孔法及X射线衍射法进行残余应力测试,通过对比分析两种方法测量的焊接接头残余应力的分布及数值,发现小孔法测量数值稍大于X射线衍射法;射线法测得数值波动范围较小孔法大,其主要原因是测量试件表层应力。但两种方法测量结果的总体趋势一致,故采用无损的X射线衍射法测量3 mm5083-H111薄板的MIG焊接头是可行的。     

薄壁LY12铝合金焊接残余应力超声波法无损测量及验证

传统残余应力破坏测量方法无法满足焊接结构服役状态下的应力测量,无法实现结构的无损应力测量.基于声弹性原理,超声波法可以无损测量出结构内部的残余应力.使用临界折射纵波进行薄壁结构件测量时,易激发Lamb波和Stonely波等特殊波形,将影响测量的准确度.开发了适用于薄壁结构件测量的新型超声波法焊接残余应力测量系统,对厚度为2mm的两种LY12薄壁焊接结构进行了测量,测量过程实时无损快速.用切割释放法和有限元模拟进行了验证.结果表明,该测量系统准确可靠,为航天器薄壁焊接结构服役状态在线可靠性评估奠定了基础.     

高速列车车体服役状态残余应力超声波法无损测量及验证

焊接残余应力影响焊接结构可靠性.传统残余应力测量方法无法满足焊接结构服役状态下的应力测量,无法实现薄壁结构的应力测量.使用改进的超声波法焊接残余应力测量系统,对壁厚3.5 mm的薄壁高速列车车体残余应力实现了无损测量,测量过程实时无损快速.测量结果与有限元模拟和激光全息小孔法测量结果对比,超声波法测量结果可靠,且对试验结果进行了讨论分析.建立的超声波法应力无损测量系统为焊接结构服役状态在线可靠性评估奠定了基础.     

无损测量焊接残余应力的试验与仿真

针对Q345A低合金高强钢板试样人为引入三种典型形状的焊缝,采用X射线衍射法无损测试其残余应力水平及分布状态,并将测试结果与基于边界元方法的有限元仿真结果进行了比较.结果表明,相对于传统的机械应力释放法,X射线法对应力的敏感性强,适于测试焊接件微小区域内的残余应力,且测量精度相当高;另外该无损测试方法操作简便快捷,为便携式移动无损测试提供了很好的选择.     

VSR改善铝合金淬火与焊接残余应力的试验研究

通过无损应力测试技术分析淬火与焊接两种热作用形式下高强铝合金板的残余应力分布特点及其加工变形潜力,并试验研究振动时效(VSR)工艺下残余应力松弛特性及其对尺寸稳定性的增益作用。结果表明,不同热作用下的残余应力分布不同且对尺寸稳定性有较大影响,VSR工艺可有效降低并均化板件残余内应力,从而提高其抗变形能力,且对尺寸稳定性的增益作用优于机械拉伸工艺。     

X射线法测量淬火铝合金厚板表面残余应力

采用无损X射线衍射技术测试了7075铝合金厚板淬火后表面残余应力水平与分布,得到了淬火铝合金厚板表面残余应力的分布区间和一般规律,分析了准直管对测试结果的影响,并与中心钻孔法得到的结果做了比较。结果表明,两种方法都能有效并正确测量构件的表面残余应力,但中心钻孔法不适合用于应力梯度大的场合,而X射线法在无应力或原始应力水平很低的场合效果欠佳。淬火铝板表面残余应力的测试结果呈正态分布,且淬火过程中边缘局部有应力释放,释放值可达40%,且此区域大小约为铝板的一个厚度。     

冷轧辊内部残余应力分布的估算

本文以实验为基础,以 Sachs 法为手段,给出了一种无损求残余应力沿冷轧辊半径分布的方法。该方法对研究冷轧辊的残余应力具有重要的意义。     

冷轧辊的超声应力检测

轧辊内部不均匀分布的残余应力是造成轧辊失效的原因之一,因此,定量无损测量轧辊内残余应力的分布状态非常重要。为提高检测精度,消除探头斜楔块与被测轧辊之间温度差异对检测结果的影响,采用一发两收模式,基于临界折射超声纵波,检测冷轧辊表面的残余应力。结果表明,超声应力检测技术可应用于冷轧辊表面残余应力检测。     

6005A铝合金激光-MIG复合焊接与MIG焊接残余应力对比

试验采用激光-MIG复合焊接方法和MIG焊接方法焊接6 mm厚6005A铝合金,采用小孔法和X射线法测试接头残余应力,对激光-MIG复合焊接和MIG焊接的残余应力分布情况以及小孔法和X射线法对残余应力的测试效果进行对比分析。研究结果表明:激光-MIG复合焊接的焊接热过程对母材的影响明显小于MIG焊接,激光-MIG复合焊接的残余应力在整个接头范围内普遍低于MIG焊接,其高应力区明显窄于MIG焊接,与MIG焊接相比,激光-MIG复合焊接在控制接头残余应力方面具有显著优势;两种残余应力测试方法所测的残余应力分布曲线形状相似,重合度高,都很好的反映了焊接接头残余应力的分布规律,测试结果可靠,考虑到小孔法测试残余应力对车体存在一定的损伤,可以采用X射线法对焊接残余应力进行无损检测,对车体质量进行控制。     

箱型搅拌摩擦焊结构残余应力超声波法测量

基于声弹性效应,超声波可以无损检测出结构内部应力。针对箱型搅拌摩擦焊接结构,使用超声波法对其残余应力分布进行了无损快速测量。结果表明纵向残余应力分布在焊缝附近表现为较高的拉应力,在轴肩作用区域一定距离之外迅速下降并转变为压应力,横向残余应力很小,纵向残余应力峰值出现在前进侧一侧,搅拌摩擦焊接头焊缝两侧的纵向残余应力分布明显地表现出不对称性。分析认为搅拌焊接残余应力的分布特点由其复杂的材料流动和焊接温度场共同作用造成。     

残余应力测量研究现状综述

针对残余应力测量的重要性,对其测量方法进行综述和展望。阐述传统的残余应力测量方法的原理及应用情况,包括传统机械释放法和非破坏性无损伤测量法;主要介绍几种新型的残余应力测量方法及其原理;并指出残余应力的测量技术正朝着无损、在线测量、绿色等方向发展。     

激光全息小孔法验证超声波法残余应力无损测量

基于声弹性效应,超声波可以无损检测出结构内部应力.利用建立的基于临界折射纵波的超声波法焊接残余应力测量系统,对低碳钢双丝焊纵向焊接残余应力进行了实时快速无损测量.使用激光全息小孔法对超声波法测量系统的测量结果进行了验证.对两种方法的测量过程和测量结果进行了对比.结果表明,超声波法测量结果可靠,声波法克服了传统应力测量方法费时、耗力、破坏、体积庞大等缺点,整个设备轻便,可单人手提.系统支持程序使测量操作简便,过程实时快速.     

X射线衍射法在测量铝合金厚板表面残余应力中的应用

X射线应力测量法是广泛应用的无损应力测量方法,本试验研究了X射线衍射法测量铝合金厚板表面残余应力。对7075淬火铝合金厚板的表面残余应力进行测量,得到了7075淬火铝合金厚板表面残余应力的分布区间和一般规律,并对表面残余应力分布的边缘效应进行了探讨。     

模态试验法测试焊接残余应力机理分析及模型参数估计

为避免残余应力对焊接结构的不利影响，保证其可靠性，需要探究残余应力分布.模态试验法因具有快速和无损的特点，逐渐应用于残余应力测试.为实现模态试验法测试焊接残余应力，通过振动理论分析了模态试验法的机理，获得了薄板焊件中残余应力与固有频率的关系；薄板焊件中的残余拉应力使固有频率减小，残余压应力使固有频率增大.在此基础上，将钻孔法和模态试验相结合，借助数据拟合的方法，估计了模态试验法测试6 mm7A52铝合金试板VPPA-MIG(variable polarity plasma arc-metal inert gas)复合焊接残余应力的模型参数，确立了固有频率与残余应力的数值关系.依据确立的数值关系，测得了7A52铝合金试板在不同复合焊接参数下的纵向残余应力分布.结果表明，接头各区域的残余应力分布特征与钻孔法测得的结果基本一致，偏差在4%范围之内，估计出的模型参数能够保证模态试验法测试结果的可靠性，实现了焊接残余应力的快速和无损测试.     

无损应力测试在17Cr2Ni2Mo钢汽车齿轮中的应用

对17Cr2Ni2Mo钢制汽车齿轮试件进行热处理、磨削加工及喷丸强化,借助无损残余应力测量设备与显微硬度测试议测试了各处理工艺下试件表层残余应力与显微硬度。结果表明,常规的渗碳淬火+回火处理工艺可保证较高的表层残余压应力与力学性能,磨削加工会恶化残余应力分布,降低疲劳性能,而喷丸强化则可彻底改变表层原始应力分布状态,有利于提高抗疲劳性能。     

中子衍射残余应力无损测量与谱仪研发

简要介绍了中子衍射残余应力无损测量方法和位于中国先进研究堆旁的国内第一台致力于深度、三维、无损中子衍射残余应力测量谱仪的研发,即将为国内的广大用户提供材料科学和工程应用方面的研究和实验平台。     

无损应力测试在表面喷丸耐热钢主轴中的应用

对1Cr12Ni3Mo2VN马氏体耐热钢主轴试件在热处理后引入几种表面喷丸处理工艺,借助无损残余应力测试手段分析了喷丸强度、喷丸角度、喷丸时间、喷料粒度和组合喷丸等工艺参数对试件表层残余应力分布的影响。结果表明,喷丸强度、角度、时间和喷料粒度对提高表层残余应力峰值、应力峰深度与应力影响深度有利,而喷丸强度过大、喷丸时间过长则表面残余应力有降低趋势;采用组合喷丸工艺可改善影响喷丸效果的若干特征。