測量殘余應力的方法的共同點

A. 殘余應力測試的殘余應力測試方法

金屬材料在機械加工和熱加工（鑄件、焊接件、鍛件）的過程中都會產生不同的殘余應力。殘余應力的存在對材料的力學性能有著 重大的影響，焊接件的製造和熱處理過程中尤為明顯。殘余應力的存在，一方面工件會降低強度，使工件在製造時產生變形和開裂等工藝缺陷；另一方面又會在製造後的自然釋放過程中使材料的疲勞強度、應力腐蝕等力學性能降低。從而造成使用中的問題。因此，殘余應力的檢測對於熱處理工藝、表面強化處理工藝、消除應力工藝的效果及廢品分析等都有很重要的意義。
殘余應力的測量方法可以分為有損和無損兩大類。
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。
機械方法目前用得最多的是鑽孔法（盲孔法），其次還有針對一定對象的環芯法。
物理方法中用得最多的是X射線衍射法，其他主要物理方法還有中子衍射法、磁性法、超聲法以及壓痕應變法。
殘余應力的檢測國內外均已開展多年，其測定方法可分為機械測定法和物理測定法。機械測定法測定時須將局部分離或分割使應力釋放，這就要對工件造成一定損傷甚至破壞，典型的有切槽法和鑽孔法，這方面技術成熟，理論完善。其中尤以小直徑盲孔法因對工件損傷較小、測量較可靠，已成為現場實測的一種標准試驗方法(見ASTM E837-99)。物理測定法主要有射線法、磁性法、超聲波法，以及國內首創的壓痕應變法（GB/T 24179-2009），均屬於無損檢測方法。射線法理論完善，但因有射線傷害和僅能測定表面應力使其應用受到很大限制；磁性法為根據鐵磁體磁飽和過程中應力與磁化曲線之間的變化關系進行測定，在一定范圍內適用；壓痕應變法採用電阻應變片作為測量用敏感元件，在應變花中心部位採用沖擊載入製造壓痕以代替鑽孔，通過應變儀記錄壓痕區外彈性區應變增量的變化，從而獲得對應於殘余應力大小的真實彈性應變，求出殘余應力的大小。從已有工程應用結果看，這類方法既有應力釋放法的優點，測試設備相對簡單，測試結果准確可靠，又有物性法的優點，被測件表面無明顯損傷（壓痕直徑約1.2mm，深度0.2mm），屬於無損應力檢測方法。綜合各方面的資料，本公司目前開展殘余應力檢測方面的研究主要以壓痕法、小直徑盲孔法、X射線衍射法為主。
盲孔法殘余應力檢測法就是在工件的被測部位貼上應變花（計），通過在應變花（計）中心打一個Φ2mm左右的小盲孔引起殘余應力的釋放，同時，由殘余應力測試儀將這種釋放量測出並通過計算得出該部位的殘余應力大小和方向。
具體步驟如下：
①、將TJ120-1.5-φ1.5應變花按應變計粘貼通用方法准確粘貼在試樣測量點上，並焊好測量導線。粘貼前試樣表面應打磨，但在打磨時不能破壞原有殘余應力場。
②、連接靜態電阻應變儀。以待測的應變花作為補償片，將各應變計所接電橋調零。
③、安裝鑽具，將帶觀察鏡的鑽具放在試樣表面上，必要時 開啟照明燈，在觀察鏡里觀察，初步對准應變花中心位置。然後在鑽具支腿與試樣接觸處滴少許502膠水，膠水固化後擰緊鑽具支腿上的鎖帽，將鑽具固定於試樣表面。再松開鎖緊壓蓋，調X-Y方向的四個調節螺釘3（必須先松後緊），使觀察鏡1的十字線中心在轉動觀察鏡觀察時始終與應變花中心保持重合。鎖緊壓蓋2，靜態電阻應變儀重新調零。
④、鑽孔，取下觀察鏡，將專用端面銑刀的鑽桿擦乾凈，滴上潤滑油（需用縫紉機油，不可使用一般機油），插入鑽具的套筒內，用手輕輕轉動，劃去鑽孔部位的應變花基底後，取出鑽桿。此時，每個應變計的應變讀數應當變化不大，再次調整靜態電阻應變儀的零點。
將配置φ1.0mm鑽頭的鑽桿擦乾凈，滴上潤滑油插入鑽具套筒內，松開鑽桿上的定位卡圈11，在鑽桿卡圈與鑽具套筒7間塞入厚度為2.0mm的鑽孔深度控制墊塊8，使鑽頭與工件接觸後固定卡圈。除去2.0mm的墊塊，連接好手電筒鑽，調壓器調至60~70V，即可開鑽。保持合適的壓力，鑽至卡圈與夾具套筒間貼合，即預定孔深（2.0mm），拔出鑽桿。再換上配置φ1.5mm麻花鑽桿，按以上相同步驟進行鑽孔，。

B. 殘余應力測量方法有哪些

方法有很多，盲孔法、磁測法、X射線、環芯法、切割法等，目前使用廣泛的方法就是盲孔法，可使用JH-30殘余應力檢測儀，價格大概幾萬塊錢吧。

C. 殘余應力檢測儀原理

殘余應力檢測儀原理：
1、X射線衍射法測量殘余應力的原理：基於著名的布拉格方程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。
2、盲孔法測量殘余應力的原理：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，其最大、最小主應力分別為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。

D. 殘余應力檢測的殘余應力測試方法

殘余應力檢測方法主要包括盲孔法、磁測法和X射線法
殘余應力的測量方法可以分為有損和無損兩大類。 有損測試方法就是應力釋放法，也可以稱為機械的滑孫橡方法；無損方法就是物理的方法。 機械方法目前用得最多的是鑽孔法（盲孔法），其次還有針對一定對象的環芯法。 物理方法中用得最多的是X射線衍射法，其他主要物理方法還有中子衍射法、磁性法、超聲法以及壓痕應變法。 殘余應力的檢測國內外均已開展多年，其測定方法可分為機械測定法和物理測定法。機械測定法測定時須將局部分信旁離凱歲或分割使應力釋放，這就要對工件造成一定損傷甚至破壞，典型的有切槽法和鑽孔法，這方面技術成熟，理論完善。其中尤以小直徑盲孔法因對工件損傷較小、測量較可靠，已成為現場實測的一種標准試驗方法(見ASTM E837-99)。

E. 如何進行塑料殘余應力檢測

塑料的應力測試以往常採用化學的方法，把零件放在溶劑中,15s~ 2min等,在拿出來看是否有開裂來判斷是否有應力，但這種方法只能定性的知道是否存在應力但不能定量知道大小。
前段時間我們處理過一個做廚房用具客戶生產的抽煙機油盒，客戶需要對油盒進行抽樣檢測，看其殘余應力是否滿足要求。採用華雲HK21A多通道應力檢測儀（含磁吸式鑽孔裝置），通過啟用最多20個的信息採集通道，可以一次預熱調零多次進行信息採集，效率高，准確度高；新版軟體可以直接對數據進行計算分析，顯示應力曲線。最後通過這種多通道盲孔法應力檢測設備比較精確的檢測出應力的大小和方向，幫助客戶實現了嚴格把控產品質量。
以上可以作為參考哦。

F. 什麼是鍛件的微觀檢驗及殘余應力檢查

1、微觀檢驗是在光學顯微鏡下，觀察不銹鋼鍛件切邊試樣的金相組織及各種微觀缺陷，顯示偏析及一些化合物的分布，並可進行晶粒度和非金屬夾雜評級。微觀檢銀哪有助於了解微觀組織和鍛件性能的關系。
2、
如果鍛件內部存在過大的殘余應力，在機械加工時，會由於殘余應力皮穗失去平衡，而使零件產生變形鋒握碼，影響裝配；在零件使用過程中，殘余應力和工作應力疊加還會造成零件失效，甚至損壞整個機器。因此某些重要的不銹鋼鍛件，技術條件中對殘余應力有嚴格的規定。測量殘余應力的方法有X光法、鏜孔法和切環法。

G. 殘余應力的測試步驟

測殘余應力的步驟如下：
1、將應變花按應變計粘貼通用方法准確粘貼在試樣測量點上焊好測量導線。粘貼前試樣表面應打磨，但在打磨時不能破壞原有殘余應力場。
2、連接應變儀。將工作片和補償片分別連接在應變儀的埠上（也可以用待測的應變花作為補償片），檢查各應變片電阻。
3、安裝鑽具：
將帶觀察鏡的鑽具放在試樣表面上，必要時開明燈，在觀察鏡里觀察，初步對准應變花中心位置。
然後在鑽具支腿與試樣接觸處滴膠水，膠水固化後擰緊鑽具支腿上的鎖帽，將鑽具固定於試樣表面。
再松開鎖緊壓調X 一Y 方向的四個調節螺釘3 （必須先松後緊），使觀察鏡的十字線中心在轉動觀觀察時始終與應變花中心保持重合。
最後，鎖緊壓蓋 ，應變儀重新調零。
4、鑽孔：
取下觀察鏡，將專用端面銑刀的鑽桿擦乾凈，滴上潤滑油，（需用縫紉機油，不可使用一般機油），插入鑽具的套筒內，用手輕輕轉動，劃去鑽削部位的應變花基底後，取出鑽桿。此時，每個應變計的應變讀數應當變化不大，再次調態電阻應變儀的零點。
將配置中1 . 5 鑽頭的鑽桿擦乾凈，滴上潤滑油（需用縫紉機油，不可使用一般機油）插入鑽具套筒內，松開鑽桿上的定位卡圈 ，在鑽桿卡圈與鑽具套筒 間塞入厚度2 mm 的鑽孔深度控制墊塊 ，使鑽頭與工件接觸後固定卡圈。除去2 mm 的墊塊，連接好手電筒鑽，調壓器調至60 一70V ，即可開鑽。保持合適的壓力，鑽至卡圈與夾具套筒間貼合，即預定孔深，拔出鑽桿。拔出鑽桿過3 —— 5 分鍾，當應變儀指示穩定時，即可測出應力、應變和殘余應力示值。

H. 產生殘余應力的原因及其措施有哪些

機械加工和強化工藝都能引起殘余應力。如冷拉、彎曲、切削加工、滾壓、噴丸、鑄造、鍛壓、焊接和金屬熱處理等，因不均勻塑性變形或相變都可能引起殘余應力。

殘余應力一般是有害的，如零件在不適當的熱處理、焊接或切削加工後，殘余應力會引起零件發生翹曲或扭曲變形，甚至開裂。或經淬火、磨削後表面會出現裂紋。

殘余應力的存在有時不會立即表現為缺陷，而當零件在工作中因工作應力與殘余應力的疊加，使總應力超過強度極限時，便出現裂紋和斷裂。零件的殘余應力大部分都可通過適當的熱處理消除。殘余應力有時也有有益的鄭旦方面，它可以被控制用來提高零件的疲勞強度和耐磨性能。

通常調整殘余應力的方法有：

1、加熱，即回火處理,利用殘余應力的熱鬆弛效應消除或降低殘余應力。

2、施加靜載，使工件產生整體或局部、甚至微區橡清的塑性變形，也可以調整工件的殘余應力。例如大型壓力容器，在焊接之後，在其內部加壓，即所謂的「脹形」，使焊接接頭發生微量塑性變形，以減小焊接殘余應力。

3、振動時效，英文叫做Vibration Stress Relief,簡稱VSR 。在國際上，工業發達國家起始於上世紀50年代，我國從70年代研究和推廣。

4、錘擊、噴丸、滾壓等。噴丸強化是行之有效、應用廣泛的強化零件的手段，噴丸的同時也改變了表面殘余應力狀態和分布，而噴丸產生的殘余壓應力又是強化機理中的重要因素。

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殘余應力測量方法

殘余應力的測量方法可以分為有損和無損兩大類。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。機械方法目前用得最多的是鑽孔法(盲孔法)，其次還有針對一定對象的環芯法。

物理方法中用得最多的是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。X射線衍射法依據X射線衍射原理，即布拉格定律。布拉格定律把宏觀上可以准確測定的衍射角同材料中的晶面間距建立確定的關系。

材料中的應力所對應的彈性應變必然表徵為晶面間距的相對變化。當材料中有應力σ存在時，其晶面間距d必然隨晶面與應力相對取向的不同而有所變化，按照布拉格定律，衍射角2θ也會相應改變。因此有可能通過測量衍射角2θ隨晶面取向不同而發生的變化來求得應力σ。

從這里可以看出X射線衍射法測定應力的原理是成熟的，經過半個多世紀的歷程，在國內外，測量方法的研究深入而廣泛，測試技術和設備已經比較完善，不但可以在實驗室進行研究，可且可以應用到各種實際工件，包括大型工件的現場測量。

參考資梁叢前料來源：網路-殘余應力

I. 殘余應力的測量方法

1.盲孔法殘余應力測量

它的原理是在平衡狀態下的原始應力場上鑽孔 ，以去除一部分具有應力的金屬，而使圓 孔附近部分金屬內的應力得到鬆弛，鑽孔破壞了原來的應力平衡狀態而使應力重新分布，並呈現新 的應力平衡，從而使圓孔附近的金屬發生位移或應變，通過高靈敏度的應變儀，測量鑽孔後的應變 量，就可以計算原應力場的應力值。
殘余應力檢測儀主要採用盲孔法進行各種材料和結構的殘余應力分析和研究，還可作為在靜力強度研究中測量結構及材料任意點變形的應力分析儀器。如果配用相應的感測器，也可以測量力、壓力、扭矩、位移和溫度等物理量。它以計算機為中央微處理機，採用高精度測量放大器、數據採集和處理器，測量中無需調零，可直接測出殘余應力值的大小及方向，實現了殘余應力測量的自動化。
2.磁測法殘余應力測量
磁測法殘余應力檢測法主要是通過磁測法來測定鐵磁材料在內應力的作用下磁導率發生的變化確定殘余應力的大小和方向。眾所周知，鐵磁材料具有磁疇結構，其磁化方向為易磁化軸向方向，同時具有磁致伸縮性效應，且磁致伸縮系數是各向異性的，在磁場作用下，應力產生磁各向異性。磁導率作為張量與應力張量相似。通過精密感測器和高精度的測量電路，將磁導率變化轉變為電信號，輸出電流（或電壓）值來反映應力值的變化，並通過裝有特定殘余應力計算機軟體的計算機計算，得出殘余應力的大小、方向和應力的變化趨勢。
3.X射線衍射法殘余應力測量
在各種無損測定殘余應力的方法之中，X射線衍射法被公認為最可靠和最實用的。它原理成熟，方法完善，經歷了七十餘年的進程，在國內外廣泛應用於機械工程和材料科學，取得了卓著成果。X-射線應力測定儀是一種簡化和實用化的X射線衍射裝置，因而它還有一項附加的功能──測定鋼中殘余奧氏體含量。由於它適用於各種實體工件，而且能夠針對同一點以不同的φ角、Ψ角進行測試,以探測織構的影響，這項功能便具備了重要而獨特的用途。