用小孔释放法测量焊接高残余应力时孔边塑性变形对测量精度的影响及修正方法

研究了用小孔释放法测量焊接残余应力时孔边的塑性变形对测量精度的影响。根据弹塑性理论分析了孔边屈服的条件，并据此得到了孔边屈服后应变释放系数的修正公式，使小孔释放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。对平板对接埋弧焊焊接接头残余应力的实测表明，修正后的残余应力分布更趋于合理。

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。

小孔释放法测纤维增强复合材料残余应力的释放系数

介绍了小孔释放法测量残余应力的原理,给出释放应变与残余应力之间的关系公式。针对纤维增强复合材料的属性特点,应用坐标系转换原理推导出通孔法测量复合材料残余应力时的应力释放系数公式。以碳纤维增强复合材料为例计算其残余应力测试过程中的释放系数,由此得到释放应变,并将计算结果与同一预应力下用有限元法计算的结果进行了对比。

盲孔法测量非均匀残余应力时的释放系数

盲孔法测量沿深度非均匀的残余应力时,积分法是最常用的计算方法,其释放系数矩阵[a],[b]对计算精度有很大影响.由于在标定释放系数矩阵时假定各层上的残余应力均匀分布,当应力梯度变化较大时会引起较大的计算误差.文中首先建立了标定释放系数矩阵的三维有限元模型,并通过模拟均匀残余应力场验证了其有效性.在此基础上分析了积分法标定的释放系数矩阵用于计算沿深度非均匀残余应力时的误差,并提出了二次标定的修正方法.结果表明,采用二次标定的释放系数矩阵计算得到的残余应力值更接近于真实应力.

钻孔法测量残余应力时释放系数的标定与计算

用钻孔法测量残余应力时,使用的释放系数将对构件的残余应力测量精变产生影响。计算释放系数的理论方法有多种。其中普遍应用的公式,是由弹性力学通孔公式推导的应变片中心点处计算式。

轮廓法测量残余应力中影响切割质量的参数研究

针对轮廓法测量残余应力的特殊要求,通过Plackett-Burman结合正交试验方法,揭示了线切割参数对轮廓法切割质量的影响规律,获得了对测量精度影响较大的三个因素:送丝速率、丝张力和峰值电流。方差分析的结果表明,较小的峰值电流和较大的丝张力有助于改善切割质量通过Box-Behnken响应面分析法,获得了表面粗糙度的预测模型,验证试验显示误差在5.011%以内,证明了该预测模型的有效性。

盲孔法测曲面残余应力时释放系数的数值模拟

盲孔法是一种测试表层残余应力的高精度机械方法,但现行盲孔法标准的分析和研究都是基于大平板试样,对于待测部位像角焊缝或管表面等非平面的情况,表面形状会对残余应力测试造成多大的影响是文中研究的重点.在材料参数固定的情况下,形状因素直接影响应变释放系数a、b的变化.文中首先基于弹性力学,对比分析平面、凹凸球面模型的几何钻孔截面,发现三者的应力释放差异是由于应变片至孔边的距离D_h不同造成;随后通过ANSYS有限元模拟不同曲率的凹、凸球面模型的钻孔过程,以量化应力释放差异,该模拟结果与D_h随孔深变化的规律一致.另外,基于球面的a、b系数变化结果,提出了适用于包括柱面等所有曲面的a、b系数计算方案.

采用应力释放法测量PDC热残余应力

精确测量聚晶金刚石复合片的热残余应力是优化其界面结构和提高其使用性能的关键。在分析原有应力释放法测聚晶金刚石复合片热残余应力原理的基础上,采用改进的应力释放法,对4种同材料与外形尺寸、不同金刚石层厚度的聚晶金刚石复合片进行了热残余应力试验研究,得到了金刚石层表面热残余应力的分布规律及热残余应力与基体厚度的关系曲线,比较了其试验结果和有限元计算结果,两者基本吻合。

盲孔法测量复合材料残余应力释放应变矩阵的有限元分析

对盲孔法测量正交各向异性复合材料残余应力释放应变矩阵进行有限元分析。以碳/环氧正交各向异性材料板为基础,对于不同孔深的盲孔进行有限元计算,得出与其相对应的释放应变矩阵,并分析孔深对释放应变矩阵的影响。为实际工程中残余应力的测试奠定了基础。

切割法测取螺旋弹簧的残余应力

通常用实验方法测定园柱螺旋弹簧残余应力,本文提出了切割法对比测试技术,为确定高应力、高疲劳强度的弹簧制造工艺提供了依据。

钻孔法对焊接薄壁钢管纵向残余应力的测定

通过对钻孔法测定焊接钢构件残余应力的试验分析,我们测定了焊接薄壁钢管试件沿圆周的纵向残余应力的分布模式,得出该法测定纵向残余应力是可行的,其残余应力以拉应力为主。

盲孔法测量HT300铸件残余应力的应变释放系数研究

在利用盲孔法测量铸件残余应力时,有几个比较重要的试验参数:铸件材料的弹性模量、泊松比,以及应变释放系数。选择HT300灰铸铁作为试验材料,首先对其物性参数(弹性模量和泊松比)进行准确测量。在此基础上,研究HT300材料应变释放系数随拉应力的变化趋势,以及贴片和钻孔偏差对试验结果的影响。结果表明:HT300材料应变释放系数随拉应力的增加而减小,贴片和钻孔偏差引起的试验误差随拉应力的增加而不断被放大。

超声波法测量焊接接头的纵向残余应力研究

使用不同频率的探头对7N01铝合金焊后板材的母材区、热影响区及焊缝区的应力常数K进行了标定,并使用超声波设备测量了7N01铝合金板材的纵向应力。结果表明:由于微观组织不同,焊接接头不同区域不同深度的应力常数K确实存在差异;K值修正后垂直于焊缝方向的纵向应力分布趋势不变。热影响区和焊缝区修正后的应力值增大,且热影响区的波峰应力值增加最大,测量结果更安全。

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。

用钻孔法测定焊接薄壁钢管纵向残余应力

介绍了用钻孔法测定焊接钢构件残余应力的试验方法和用此方法测定焊接薄壁钢管试件沿圆周的纵向残余应力的分布模式。

钻孔法测定焊接残余应力时的塑性释放应变

用钻孔法测定焊接残余应力时，孔边塑性变形对测量精度有很大影响，本文对孔边屈服过程进行了研究，克服了以往在误差修正方法中的缺点，确定了塑性释放应变εｐ与主应力σｉ、σ２和主方向角β的函数关系，用以修正孔边塑性变形引起的测量误差，使得在二维应力状态下的测量误差降至２％以下。

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。

球坑释放法测定物体表层残余应力的探索

球坑释放法是一种新的测定体表残余应力的方法。它用球形刀具钻小球坑 ,通过电阻应变片的变化 ,测量释放应变 ,然后计算出残余应力。通过一系列实验优先了球坑直径 ,以保证此法具有较高的灵敏度。

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。