殘余應力的測量方法可以分為有損檢測和無損檢測兩大類。有損測試方法就是應力釋放法,也可以稱為機械的方法;無損方法就是物理的方法。
殘余應力檢測儀的原理
基于的布拉格方程2dsinθ=nλ:即一定波長的X射線照射到晶體材料上,相鄰兩個原子面衍射時的X射線光程差正好是波長的整數倍。
通過測量衍射角變化Δθ從而得到晶格間距變化Δd,根據胡克定律和彈性力學原理,計算出材料的殘余應力。(X射線衍射法)
盲孔法測量殘余應力的原理如下圖所示,假設一個各向同性材料上某一區域內存在一般狀態的殘余應力場,其、小主應力分別為σ1和σ2,在該區域表面上粘貼一專用應變花,在應變花中心打一小孔,引起孔邊應力釋放,從而在應變花絲刪區域內產生釋放應變,根據應變花測量的釋放應變就可以計算出殘余應力;
公式中:
ε1、ε2、ε3-三個方向釋放應變;
σ1、σ2-、小主應力;
θ-σ1與1號片參考軸的夾角;
E-材料彈性模量;
A、B-兩個釋放系數。
其中A、B系數與鉆孔的孔徑、應變花尺寸、孔深有關。
測試方法
機械方法(有損)目前用得多的是鉆孔法(盲孔法),其次還有針對一定對象的環芯法。物理方法(無損)中用得多的是X射線衍射法,其他主要物理方法還有中子衍射法、磁性法和超聲法。
各種測試方法各有利弊,一般都是取長避短,選擇更適合工件的測試方法。Sigmar殘余應力檢測儀主要是采取盲孔法進行測試,其他方法作為輔助手段。
滿足的歐盟標準EN15305-2008和美國標準ASTME915-10,采用完整應力方程和橢圓擬合方法,每點測量都能同時給出正應力和剪應力值。同傾法和側傾法通用目前市場上較輕的便攜式應力儀,整機重量約32公斤手臂式測角儀支架,可以在被測件的上方、側面和下方進行測量。
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殘余應力檢測儀