层削法在航空板材残余应力测试中的应用

采用层削法测试了7050-T7451高强度铝合金航空板材的残余应力，对比了不同标准测试方法的差异，研究了不同厚度板材残余应力的分布规律。结果表明：试样两端有沉孔和无沉孔对残余应力的测试结果无明显影响；在板材不同宽度位置取样测得的残余应力无显著差异；厚度为20 mm及76 mm板材纵向试样的表层为压缩应力区，次表层为拉伸应力区，心部为无应力或低应力区；厚度为165 mm板材纵向试样从表层到心部分别为拉伸应力区、压缩应力区、拉伸应力区、低拉伸应力区。     

喷丸处理对2219铝合金搅拌摩擦焊焊接残余应力的影响

对2219铝合金板进行了搅拌摩擦焊(FSW)和喷丸处理，采用X射线衍射仪(XRD)测量了搅拌摩擦焊和喷丸产生的残余应力，分析了残余应力的分布特征，研究了弹丸直径、弹丸材料、喷射距离等参数对搅拌摩擦焊接残余应力分布的影响。结果表明：焊接后，焊缝附近存在较大的残余拉应力，焊缝中心线±20 mm范围内的平均应力高达100.9 MPa,而远离焊缝的母材区域接近零应力状态；喷丸后，试样残余应力分布发生显著变化，表层残余应力表现为压应力，并且该压应力数值随着深度的增加先增大后减小，最后保持为拉应力；增大弹丸直径可提高最大残余压应力值和残余压应力层深度，但当弹丸直径继续增大至1.2 mm时，最大残余压应力值不再继续增大；选用合适的弹丸材料可获得理想的残余压应力分布情况；随着喷射距离的增大，最大残余压应力值和残余压应力层深度先增大后减小。     

7050铝合金激光冲击强化形貌光学表征与表面残余应力分布的研究

本研究涉及7050铝合金激光冲击强化形貌的定量光学表征和表面残余应力分布的测定。研究表明，随着激光脉冲能量的增加，冲击凹陷深度与冲击区表面粗糙度均有所增加；冲击区径向残余应力的分布与横截面凹陷深度的分布相似。冲击区径向残余应力分布与激光冲击产生的弹一塑性波分布有关；弹一塑性波产生的塑性变形越大，残余应力也越大。较大的激光脉冲能量可产生中心对称的塑性变形和相应的残余应力分布。     

对接试板焊接残余应力实测与数值模拟

使用压痕法对两副对接试板进行了表面焊接残余应力测试，并通过焊接有限元仿真获得了对接试板焊接残余应力分布规律，对比分析了表面残余应力实测和数值模拟结果。分析结果表明，焊接残余应力数值仿真结果和压痕法实测结果趋势一致，数值相差不大，残余拉应力峰值实测为599 MPa,仿真结果为597 MPa,表明数值模拟方法可预测焊接残余应力；焊缝及热影响区最大纵向残余应力属于拉应力，而最大横向残余应力为压应力，横向残余应力峰值低于纵向残余应力峰值；等效应力(Mises应力)峰值792 MPa,高于试板材料在常温下的初始屈服强度，表明该材料具有明显的加工硬化现象。     

钛合金薄板激光和钨极氩弧焊残余应力测试研究

采用小孔释放法对钛合金薄板激光焊和钨极氩弧焊(TIG焊)的焊接残余应力进行了测试，并分析了焊接方法、焊接线能量和焊后热处理对残余应力分布规律的影响。研究结果表明：激光焊残余应力分布规律与普通熔焊方法相似，但其分布区域较窄；在热影响区内，激光焊残余拉应力值比TIG焊的约低100MPa；在焊缝及其熔合线附近，激光焊残余应力却比TIG焊的高。对于不同线能量激光焊接，线能量越大，焊缝越宽，热影响区的残余应力也越大。焊后真空热处理能降低残余应力90％。     

激振频率对焊接残余应力的影响

系统研究了不同激振频率对焊接残余应力降低程度的影响．以等厚矩形低碳钢板焊接件为典型试件，利用试验模态分析技术测定试件的固有频率和振型，分别采用不同频率激励试件振动，并用盲孔应力释放法测定振动前后试件焊接残余应力，结果表明：激振频率不同，焊接残余应力的降低程度不同；以试件的固有频率振动时降低应力幅度比非固有频率大，低阶固有频率的振动降低应力幅度比高阶固有频率大；试件残余应力降低幅度随激振频率变化的趋势与试件幅频特性曲线的变化趋势表现出一定的相似性．同时，试件的振型对焊接残余应力的降低幅度也有较大影响．     

高强度钢加劲板焊接残余应力测试及分析

为研究高强度钢的板肋加劲板焊接残余应力分布特点,该文利用切割法对板肋加劲板试件进行了应力测试研究,建立了三维实体热弹塑性有限元模型,采用单元生死和动态约束技术模拟焊缝填充和焊接热输入过程,对比分析了高强度钢和普通钢的应力分布特点,比较研究了母板厚度、肋板厚度、肋板间距和高度对焊接残余应力的影响。研究结果表明:板肋加劲板T型接头角焊缝的焊接顺序与残余应力的分布不相关;高强度钢非焊接区域残余压应力小于普通钢;板件厚度和肋板高度是影响高强度钢的板肋加劲板焊接残余应力的主要因素。     

对称型陶瓷层状复合材料中的残余应力分析

针对由层间约束引起的层内残余应力，提出了用于描述层合材料应力应变状态的非均匀应变模型。利用非均匀应变模型推导出对称型层合材料由层间约束引起的层内残余应力的解析表达式，得到层内应力和界面应力沿长度方向分布的变化规律，指出轴向残余应力是层间界面剪应力造成的，是位置的函数；论证了由于表层材料受力的非对称性，界面必定存在正应力，且界面正应力须自平衡，界面正应力亦为长度方向上位置的函数，针对Si3N4-Si3N4/TiN-Si3N4三层及多层（2N＋1）对称型陶瓷基层状复合材料，研究了残余应力对强界面结合的层合材料宏观力学性能和裂纹扩展行为的影响和作用。结果表明，材料的宏观性能随着残余应力的变化而变化，其变化规律与理论计算的结果吻合。     

金属基复合材料残余应力测定

分析了金属基复合中热残余应力的形成机理及表现特点，并对几种常用的测定金属基复合材料残余应力的方法进行了分析比较，普通Ｘ射线法虽然简便、经济、但穿透能力有限，所测值仅反映试样表面的残余应力状态；中子衍射的区域较大，测出的仅是残余应力平均值。Ｘ射线能量衍射法虽然穿透能力较强，能测出试样内部较深范围的残余应力，但由于产生衍射法穿透力强，分辩率高，能测出复合材料内部的残余应力场梯度，是测定金属基复合材料残     

准直管直径和摆动角度对残余应力测试结果的影响

采用不同准直管直径和不同摆动角度对无应力粉末、细晶材料、较大晶粒材料进行残余应力测试，研究了残余应力测试结果的影响因素。结果表明：不同准直管直径和不同摆动角度对无应力粉末及细晶材料的残余应力测试结果影响不大，对较大晶粒材料的残余应力测试结果影响较大；采用较大的准直管直径并增大摆动角度，可以改善较大晶粒材料的衍射峰峰形及对称性，提高其测试结果的准确性。