盲孔法测试膨胀管残余应力研究

膨胀管在膨胀作业结束后,会残留分布不均的残余应力,残余应力将会影响膨胀管胀后抗外挤强度、抗腐蚀强度等关键性能。为此,采用盲孔法测试膨胀管外表面轴向残余应力与环向残余应力水平及变化情况,通过有限元法获得残余应力整体分布情况并加以验证。研究结果表明:膨胀管的胀后残余应力近外壁面2 mm内平均环向和轴向残余应力测试值分别为-352.5与-589.0 MPa,与有限元模拟值误差小于10%;环向残余应力的中性面在沿壁厚方向距内壁面约70%厚度处,轴向残余应力的中性面在沿壁厚方向距内壁面约64%厚度处;膨胀管胀后并经过多天存放,轴向残余应力降幅为18.7%,环向残余应力降幅为12.8%。所得结论可为膨胀管性能评价研究提供技术参考。

基于盲孔法的X7001挤压L型铝材残余应力测试研究

采用盲孔法对3种截面规格的X7001铝合金挤压L型截面型材的纵向残余应力进行试验测量,基于试验结果分析了L型铝材的残余应力分布特点,给出了其残余应力分布建议图。结果表明:L型截面铝材残余应力分布呈对称模式;残余拉应力峰值略大于残余压应力峰值,且均不超过屈服强度的15%;生产工艺对构件残余应力分布模式有一定影响;残余应力系数β与构件宽厚比有关,建议普通L型截面X7001挤压型铝材的残余应力系数β的绝对值取值范围为0.08~0.15。

盲孔法测定Ti700SR钛合金焊接件残余应力实验研究

本文采用盲孔法对Ti700SR材质测试件进行铸态、焊接态、退火态残余应力进行测定,分析在特定焊接工艺下进行3种温度热处理后残余应力消除情况,为制定合理的热处理方案提供了可靠数据。研究表明,焊接态试验件中残余应力相较铸态升高了300%左右,经高于700℃热处理后应力得到释放,且低于铸态下的残余应力。结果显示,采用700℃、1h退火工艺就可以有效地消除焊接残余应力。

基于盲孔法的钢绞线有效预应力检测识别技术

既有铁路桥梁中,预应力钢绞线有效预应力识别关系铁路桥梁工作安全状态的评判,建立一种直接通过应力释放法来识别有效预应力的方法。首先,通过有限元仿真模拟分析,对钢绞线钻孔后孔边应力释放规律以及钻孔参数对应力释放过程的影响进行探究,结果表明,钢绞线钻孔后孔边应力释放量随孔边距的增加从最大值逐渐减小,且减小速度由快到慢趋于平缓;孔边应力释放量随钻孔半径和钻孔深度的增加而增加,当钻孔深度与钻孔半径比值在2.0~3.0之间时,孔边应力释放量接近收敛。然后,通过钢绞线钻孔试验,对以上规律进行验证和分析。同时,基于不同等级张拉力下钻孔半径0.5 mm、钻孔深度2.5 mm的应变片实测应变释放量数据,拟合盲孔法识别钢绞线有效预应力的经验公式,经误差分析得出,有效预应力拟合计算值与真实值之间的相对误差最大值为8.82%,超过85%的数据相对误差在7%以内,证明盲孔法识别钢绞线有效预应力具有可行性。

盲孔法测试铝合金残余应力的释放系数的标定

采用试验法获得了盲孔法测试7050铝合金退火态板材残余应力的释放系数,同时采用有限元模拟法获得了盲孔法测试7050铝合金淬火态板材残余应力的释放系数。结果显示:实验值和有限元标定值在低应力状态下有较好的一致性,当应力小于0.6倍屈服强度时,释放系数A和B基本可看作定值;当应力超过0.6倍屈服强度时,释放系数A和B的绝对值随应力的增加而逐渐增大,因为高应力状态下孔周边发生了塑性变形导致应变测试结果偏高,A和B的绝对值随之增大。采用盲孔法测试了7050铝合金淬火态板材表层应力分布,发现应力值均大于0.6倍的屈服强度,需使用有限元模拟得到高应力下的塑性释放系数与应力关系对测试结果进行修正。修正后应力分布趋势不变,应力绝对值均有不同程度的减小,未修正和修正后应力最大差值高达27 MPa。采用X射线法、超声波法和盲孔法测试了7050铝合金淬火态板材心部不同深度的残余应力,发现盲孔法测试残余应力修正后结果更符合残余应力的分布规律。

盲孔法测量焊接残余应力应变释放系数的有限元分析

为探讨简单易行的盲孔法测量焊接残余应力应变释放系数A、B的标定方法 ,根据盲孔法测量残余应力时应变释放系数A、B试验标定原理和强度理论 ,建立三维有限元模型 ,分别对盲孔法测量 92 1A钢焊接残余应力应变释放系数进行有限元标定和孔边应力集中有限元塑性修正 ,并由此得出应变释放系数随孔深与孔径比值的关系式和应变释放系数随形状改变比能参量S变化的塑性修正公式 ;将有限元标定结果与试验标定结果、通孔应变释放系数理论解进行比较 ,结果表明 ,有限元标定结果与试验结果、通孔应变释放系数理论值有较好的一致性 ,经塑性修正 ,计算结果与试验测量结果的偏差大大减小 ,建立适当有限元模型 ,用有限元法标定释放系数和进行孔边塑性变形修正是可行的。

盲孔法中释放系数的数值计算方法

盲孔法测量残余应力时,钻孔会在盲孔附近产生加工硬化。由于硬度与弹性模量的平方有关,在进行释放系数A、B的数值计算时,通过增大盲孔周围材料的弹性模量来反映该加工硬化。应用有限元软件ANSYS,对304不锈钢的释放系数A、B进行三维有限元数值计算,得到释放系数随加工硬化程度增大而增大的变化规律,同时给出考虑加工硬化后释放系数随盲孔深度的变化规律。通过与实验测定结果的比较,发现在对304不锈钢进行释放系数的有限元数值计算时,当取盲孔附近的加工硬化层为0.2 mm厚、弹性模量增大37%时,有限元的数值计算值与实验测定值最接近,释放系数A、B的数值计算误差分别为-1.8%和2.4%。

盲孔法中应变释放系数的有限元模拟标定

盲孔法测量焊接残余应力时,孔周围材料超过屈服状态,产生塑性变形而引入塑性附加应变,使得测量结果产生较大误差.根据应变释放系数A,B试验标定原理,对Q345R钢进行试验标定.以一定应力状态下形状改变比能系数S作为判据,对应变释放系数A,B进行修正,使得焊接等高残余应力的测量结果更为精确.基于强度理论,应用有限元软件,对Q345R钢的应变释放系数A,B进行三维有限元数值计算.结果表明,用有限元进行应变释放系数的塑性修正是可行的.

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。试验获得的钻孔加工应变ε＿（ｐｍ）与钻孔释放应变△ε之间的关系为一简单的线性关系：ε＿（ｐｍ）＝ａ△ε＋ｂ。武中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。

盲孔法测定时计算公式中A、B值的研究

通过三维弹性有限元分析和单向标定实验，分析了盲孔法与通孔解的关系，着重研究了应变释放系数Ａ、Ｂ值，Ａ、Ｂ值随着孔深与孔径之比（ｈ／ｄ）的增大而增大，当ｈ／ｄ＞１．０～１．５时，Ａ、Ｂ值基本趋于稳定。而Ａ、Ｂ值与应力水平几乎没有关系。同时还提出，盲孔法计算可套用通孔公式，但深盲孔（ｈ／ｄ＞１．２）并不等价于通孔，只是在一定的测试条件下与通孔接近。

盲孔法测量精度的研究─—边界及孔间距的影响

本文根据弹性力学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ｄ＿（ｙｍｉｎ）（垂直于载荷）、纵向最小距Ｄ＿（ｘｍｉｎ）（平行于载荷方向）和孔与边界的最小距离ｄ＿（ｍｉｎ）。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。

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20MPa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.

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。

浅盲孔法测量残余应力的分析

通过三维有限元分析方法，对浅盲孔法Ａ、Ｂ松驰系数随孔深度的变化进行了计算机模拟，同时，应用误差传递理论，重点分析了孔深度变化对松弛应力的影响。并且获得松弛应力与孔深度误差的规律性结论。为进一步应用浅盲孔法提供一理论依据。

盲孔法测定径向锻造身管表面残余应力方法研究

为了找到一种准确简便的测定径向锻造身管表面残余应力的方法,将盲孔法测定平板表面残余应力的理论应用到径向锻造身管表面残余应力的测量中。应用有限元软件计算盲孔释放系数的方法,对比在相同材料、受力情况与钻孔条件下的身管表面盲孔的释放系数与平板表面盲孔的释放系数,得到了盲孔法测定径向锻造身管表面残余应力的适用性范围;结合有限元法计算释放系数的优越性,提出了一种通过直接修正释放系数来修正由钻孔偏心所引起的误差方法。并应用盲孔法测定了某锻后身管表面的残余应力。

盲孔法测残余应力中应变释放系数的修正方法

应变释放系数A、B是影响盲孔法测试精度的主要因素,常规方法都是通过标定试验来得到具体的A、B值;在前人工作的基础上,本文采用有限元软件,通过建立三维有限元模型,数值模拟了应变释放系数的测试试验。并对随形状改变比能参量S变化的应变释放系数塑性修正公式进行了推广。采用该公式来计算应变释放系数。能够大大提高计算精度,并可以省去标定试验,既节省时间,又方便经济,具有很重要的应用价值。

盲孔法测定焊接残余应力应变释放系数的模糊数学分析

在分析一些引起盲孔法检测焊接残余应力测量误差的不确定因素的基础上,引入模糊数学方法对应变释放系数进行评价。在允许常规模型中的有关参数在一定范围内变动、用隶属函数表示其取值分布情况的前提下,建立应变释放系数的模糊数学模型。将应变释放系数评价模型中的有关参数考虑为正态分布模糊数,利用水平截集概念转化为普通集问题进行求解。以921A钢板焊接的残余应力测量为例,计算出不同置信水平的应变释放系数A和B的数值。结果表明,基于模糊集的应变释放系数评价模型能适当屏蔽一些不确定因素,更准确地反映实际情况。

盲孔法测量残余应力试验中塑性修正的插值方法

使用盲孔法测量高残余应力时会引入塑性变形的影响。对塑性变形的影响进行修正的根本方法是对应变释放系数的修正。文中对有高残余应力的部件使用盲孔法测量残余应力,并用基于应变释放系数的新方法———插值方法进行修正。通过与A、B系数高残余应力状态修正对比发现:插值法对高残余应力的测量修正效果良好,相对误差较低,对实际测量有理论指导作用。

相移云纹干涉法与盲孔法相结合检测复合材料的残余应力

本文应用相移云纹干涉法与盲孔法相结合检测纤维增强复合材料的残余应力。盲孔法是工程中被广泛应用的测定残余应力的方法之一,相移云纹干涉方法可得到孔边任意一点的位移信息。由于正交各向异性复合材料在弹性主方向不发生拉剪(或剪拉)耦合效应,所以通过适当读取孔边特殊点的位移,可方便地得到残余应力值。

基于大型炉体焊接残余应力测试的盲孔法研究

为提高炉体焊接残余应力测试精度,对传统的盲孔法进行改进,即在测点打孔后多次扩孔并增加孔深;通过对SM400ZL钢焊接残余应力测试时的应变释放系数A,B进行实验标定,得出多组应变释放系数值,计算可得残余应力的估算值,并对不同状况下的残余应力值进行比较．通过大拉力标定试验得出SM400ZL钢盲孔的孔边塑性变形对测量精度的影响和塑性修正公式．结果表明,改进的盲孔法能够更准确地测得焊接残余应力值,测量结果经塑性修正,最大误差减小到2%以下．测试方法和结果可直接在相关的工程实际中应用．