殘余應(yīng)力檢測(cè)儀原理

基于著名的布拉格方程2dsinθ=nλ :即一定波長(zhǎng)的X射線照射到晶體材料上，相鄰兩個(gè)原子面衍射時(shí)的X射線光程差正好是波長(zhǎng)的整數(shù)倍。通過(guò)測(cè)量衍射角變化Δθ從而得到晶格間距變化Δd，根據(jù)胡克定律和彈性力學(xué)原理，計(jì)算出材料的殘余應(yīng)力。(X射線衍射法)

盲孔法測(cè)量殘余應(yīng)力的原理如下圖所示，假設(shè)一個(gè)各向同性材料上某一區(qū)域內(nèi)存在一般狀態(tài)的殘余應(yīng)力場(chǎng)，其最大、最小主應(yīng)力分別為σ1和σ2，在該區(qū)域表面上粘貼一專用應(yīng)變花，在應(yīng)變花中心打一小孔，引起孔邊應(yīng)力釋放，從而在應(yīng)變花絲刪區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生釋放應(yīng)變，根據(jù)應(yīng)變花測(cè)量的釋放應(yīng)變就可以計(jì)算出殘余應(yīng)力: 下圖為盲孔法殘余應(yīng)力測(cè)量原理圖。

公式中:

ε1、ε2、ε3 - 三個(gè)方向釋放應(yīng)變;

σ1、σ2 - 最大、最小主應(yīng)力;

θ - σ1與1號(hào)片參考軸的夾角;

E - 材料彈性模量;

A、B - 兩個(gè)釋放系數(shù)。

其中A、B系數(shù)與鉆孔的孔徑、應(yīng)變花尺寸、孔深有關(guān)。

機(jī)械方法(有損)目前用得最多的是鉆孔法(盲孔法)，其次還有針對(duì)一定對(duì)象的環(huán)芯法。物理方法(無(wú)損)中用得最多的是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(cè)試方法各有利弊，一般都是取長(zhǎng)避短，選擇更適合工件的測(cè)試方法。Sigmar殘余應(yīng)力檢測(cè)儀主要是采取盲孔法進(jìn)行測(cè)試,其他方法作為輔助手段。

HK21B型殘余應(yīng)力檢測(cè)儀主要采用盲孔法進(jìn)行各種材料和結(jié)構(gòu)的殘余應(yīng)力分析和研究，還可作為在靜力強(qiáng)度研究中測(cè)量結(jié)構(gòu)及材料任意點(diǎn)變形的應(yīng)力分析儀器。如果配用相應(yīng)的傳感器，也可以測(cè)量力、壓力、扭矩、位移和溫度等物理量。它以計(jì)算機(jī)為中央微處理機(jī)，采用高精度測(cè)量放大器、數(shù)據(jù)采集和處理器，測(cè)量中無(wú)需調(diào)零，可直接測(cè)出殘余應(yīng)力值的大小及方向，實(shí)現(xiàn)了殘余應(yīng)力測(cè)量的自動(dòng)化。

HK21B型盲孔法殘余應(yīng)力檢測(cè)儀主要技術(shù)性能與指標(biāo):

1.應(yīng)變測(cè)量范圍:0~±30000με

2.應(yīng)力測(cè)量范圍:0~±6000MPa

3.分辨率:1με

4.適用應(yīng)變片阻值:120Ω±0.5

5.測(cè)量過(guò)程中數(shù)碼管直接顯示因應(yīng)力釋放引起的三個(gè)方向的應(yīng)變值ε1、ε2、ε3和計(jì)算后的殘余應(yīng)力值δ1、δ2及主應(yīng)力方向角度θ，顯示方式為按鍵切換式。

6.本儀器配有一臺(tái)TP40智能打印機(jī)?？涩F(xiàn)場(chǎng)打印出三個(gè)方向的應(yīng)力應(yīng)變值及計(jì)算后的殘余應(yīng)力值δ1、δ2及主應(yīng)力方向角度θ。

7.基本誤差:≤±0.15%。

8.零點(diǎn)漂移:≤2με/小時(shí)。

9.可以根據(jù)被測(cè)工件的材料隨意設(shè)置相應(yīng)的釋放參數(shù)。

10.電源:交流50Hz220V±10%。

HK21B型殘余應(yīng)力鉆孔裝置

可以在不同構(gòu)件的平面、曲面、角焊縫、對(duì)接焊縫、拐角等處方便靈活的進(jìn)行鉆孔。

1.鉆孔直徑:Ф1.0~Ф3.0mm。

2.對(duì)中精度:0.025mm。

3.打孔深度:可控。

詳見(jiàn)擴(kuò)展閱讀