测量残余应力的方法的共同点

A. 残余应力测试的残余应力测试方法

金属材料在机械加工和热加工（铸件、焊接件、锻件）的过程中都会产生不同的残余应力。残余应力的存在对材料的力学性能有着 重大的影响，焊接件的制造和热处理过程中尤为明显。残余应力的存在，一方面工件会降低强度，使工件在制造时产生变形和开裂等工艺缺陷；另一方面又会在制造后的自然释放过程中使材料的疲劳强度、应力腐蚀等力学性能降低。从而造成使用中的问题。因此，残余应力的检测对于热处理工艺、表面强化处理工艺、消除应力工艺的效果及废品分析等都有很重要的意义。
残余应力的测量方法可以分为有损和无损两大类。
有损测试方法就是应力释放法，也可以称为机械的方法；无损方法就是物理的方法。
机械方法目前用得最多的是钻孔法（盲孔法），其次还有针对一定对象的环芯法。
物理方法中用得最多的是X射线衍射法，其他主要物理方法还有中子衍射法、磁性法、超声法以及压痕应变法。
残余应力的检测国内外均已开展多年，其测定方法可分为机械测定法和物理测定法。机械测定法测定时须将局部分离或分割使应力释放，这就要对工件造成一定损伤甚至破坏，典型的有切槽法和钻孔法，这方面技术成熟，理论完善。其中尤以小直径盲孔法因对工件损伤较小、测量较可靠，已成为现场实测的一种标准试验方法(见ASTM E837-99)。物理测定法主要有射线法、磁性法、超声波法，以及国内首创的压痕应变法（GB/T 24179-2009），均属于无损检测方法。射线法理论完善，但因有射线伤害和仅能测定表面应力使其应用受到很大限制；磁性法为根据铁磁体磁饱和过程中应力与磁化曲线之间的变化关系进行测定，在一定范围内适用；压痕应变法采用电阻应变片作为测量用敏感元件，在应变花中心部位采用冲击加载制造压痕以代替钻孔，通过应变仪记录压痕区外弹性区应变增量的变化，从而获得对应于残余应力大小的真实弹性应变，求出残余应力的大小。从已有工程应用结果看，这类方法既有应力释放法的优点，测试设备相对简单，测试结果准确可靠，又有物性法的优点，被测件表面无明显损伤（压痕直径约1.2mm，深度0.2mm），属于无损应力检测方法。综合各方面的资料，本公司目前开展残余应力检测方面的研究主要以压痕法、小直径盲孔法、X射线衍射法为主。
盲孔法残余应力检测法就是在工件的被测部位贴上应变花（计），通过在应变花（计）中心打一个Φ2mm左右的小盲孔引起残余应力的释放，同时，由残余应力测试仪将这种释放量测出并通过计算得出该部位的残余应力大小和方向。
具体步骤如下：
①、将TJ120-1.5-φ1.5应变花按应变计粘贴通用方法准确粘贴在试样测量点上，并焊好测量导线。粘贴前试样表面应打磨，但在打磨时不能破坏原有残余应力场。
②、连接静态电阻应变仪。以待测的应变花作为补偿片，将各应变计所接电桥调零。
③、安装钻具，将带观察镜的钻具放在试样表面上，必要时 开启照明灯，在观察镜里观察，初步对准应变花中心位置。然后在钻具支腿与试样接触处滴少许502胶水，胶水固化后拧紧钻具支腿上的锁帽，将钻具固定于试样表面。再松开锁紧压盖，调X-Y方向的四个调节螺钉3（必须先松后紧），使观察镜1的十字线中心在转动观察镜观察时始终与应变花中心保持重合。锁紧压盖2，静态电阻应变仪重新调零。
④、钻孔，取下观察镜，将专用端面铣刀的钻杆擦干净，滴上润滑油（需用缝纫机油，不可使用一般机油），插入钻具的套筒内，用手轻轻转动，划去钻孔部位的应变花基底后，取出钻杆。此时，每个应变计的应变读数应当变化不大，再次调整静态电阻应变仪的零点。
将配置φ1.0mm钻头的钻杆擦干净，滴上润滑油插入钻具套筒内，松开钻杆上的定位卡圈11，在钻杆卡圈与钻具套筒7间塞入厚度为2.0mm的钻孔深度控制垫块8，使钻头与工件接触后固定卡圈。除去2.0mm的垫块，连接好手电钻，调压器调至60~70V，即可开钻。保持合适的压力，钻至卡圈与夹具套筒间贴合，即预定孔深（2.0mm），拔出钻杆。再换上配置φ1.5mm麻花钻杆，按以上相同步骤进行钻孔，。

B. 残余应力测量方法有哪些

方法有很多，盲孔法、磁测法、X射线、环芯法、切割法等，目前使用广泛的方法就是盲孔法，可使用JH-30残余应力检测仪，价格大概几万块钱吧。

C. 残余应力检测仪原理

残余应力检测仪原理：
1、X射线衍射法测量残余应力的原理：基于着名的布拉格方程2dsinθ=nλ ：即一定波长的X射线照射到晶体材料上，相邻两个原子面衍射时的X射线光程差正好是波长的整数倍。通过测量衍射角变化Δθ从而得到晶格间距变化Δd，根据胡克定律和弹性力学原理，计算出材料的残余应力。
2、盲孔法测量残余应力的原理：假设一个各向同性材料上某一区域内存在一般状态的残余应力场，其最大、最小主应力分别为σ1和σ2，在该区域表面上粘贴一专用应变花，在应变花中心打一小孔，引起孔边应力释放，从而在应变花丝删区域内产生释放应变，根据应变花测量的释放应变就可以计算出残余应力。

D. 残余应力检测的残余应力测试方法

残余应力检测方法主要包括盲孔法、磁测法和X射线法
残余应力的测量方法可以分为有损和无损两大类。 有损测试方法就是应力释放法，也可以称为机械的滑孙橡方法；无损方法就是物理的方法。 机械方法目前用得最多的是钻孔法（盲孔法），其次还有针对一定对象的环芯法。 物理方法中用得最多的是X射线衍射法，其他主要物理方法还有中子衍射法、磁性法、超声法以及压痕应变法。 残余应力的检测国内外均已开展多年，其测定方法可分为机械测定法和物理测定法。机械测定法测定时须将局部分信旁离凯岁或分割使应力释放，这就要对工件造成一定损伤甚至破坏，典型的有切槽法和钻孔法，这方面技术成熟，理论完善。其中尤以小直径盲孔法因对工件损伤较小、测量较可靠，已成为现场实测的一种标准试验方法(见ASTM E837-99)。

E. 如何进行塑料残余应力检测

塑料的应力测试以往常采用化学的方法，把零件放在溶剂中,15s~ 2min等,在拿出来看是否有开裂来判断是否有应力，但这种方法只能定性的知道是否存在应力但不能定量知道大小。
前段时间我们处理过一个做厨房用具客户生产的抽烟机油盒，客户需要对油盒进行抽样检测，看其残余应力是否满足要求。采用华云HK21A多通道应力检测仪（含磁吸式钻孔装置），通过启用最多20个的信息采集通道，可以一次预热调零多次进行信息采集，效率高，准确度高；新版软件可以直接对数据进行计算分析，显示应力曲线。最后通过这种多通道盲孔法应力检测设备比较精确的检测出应力的大小和方向，帮助客户实现了严格把控产品质量。
以上可以作为参考哦。

F. 什么是锻件的微观检验及残余应力检查

1、微观检验是在光学显微镜下，观察不锈钢锻件切边试样的金相组织及各种微观缺陷，显示偏析及一些化合物的分布，并可进行晶粒度和非金属夹杂评级。微观检银哪有助于了解微观组织和锻件性能的关系。
2、
如果锻件内部存在过大的残余应力，在机械加工时，会由于残余应力皮穗失去平衡，而使零件产生变形锋握码，影响装配；在零件使用过程中，残余应力和工作应力叠加还会造成零件失效，甚至损坏整个机器。因此某些重要的不锈钢锻件，技术条件中对残余应力有严格的规定。测量残余应力的方法有X光法、镗孔法和切环法。

G. 残余应力的测试步骤

测残余应力的步骤如下：
1、将应变花按应变计粘贴通用方法准确粘贴在试样测量点上焊好测量导线。粘贴前试样表面应打磨，但在打磨时不能破坏原有残余应力场。
2、连接应变仪。将工作片和补偿片分别连接在应变仪的端口上（也可以用待测的应变花作为补偿片），检查各应变片电阻。
3、安装钻具：
将带观察镜的钻具放在试样表面上，必要时开明灯，在观察镜里观察，初步对准应变花中心位置。
然后在钻具支腿与试样接触处滴胶水，胶水固化后拧紧钻具支腿上的锁帽，将钻具固定于试样表面。
再松开锁紧压调X 一Y 方向的四个调节螺钉3 （必须先松后紧），使观察镜的十字线中心在转动观观察时始终与应变花中心保持重合。
最后，锁紧压盖 ，应变仪重新调零。
4、钻孔：
取下观察镜，将专用端面铣刀的钻杆擦干净，滴上润滑油，（需用缝纫机油，不可使用一般机油），插入钻具的套筒内，用手轻轻转动，划去钻削部位的应变花基底后，取出钻杆。此时，每个应变计的应变读数应当变化不大，再次调态电阻应变仪的零点。
将配置中1 . 5 钻头的钻杆擦干净，滴上润滑油（需用缝纫机油，不可使用一般机油）插入钻具套筒内，松开钻杆上的定位卡圈 ，在钻杆卡圈与钻具套筒 间塞入厚度2 mm 的钻孔深度控制垫块 ，使钻头与工件接触后固定卡圈。除去2 mm 的垫块，连接好手电钻，调压器调至60 一70V ，即可开钻。保持合适的压力，钻至卡圈与夹具套筒间贴合，即预定孔深，拔出钻杆。拔出钻杆过3 —— 5 分钟，当应变仪指示稳定时，即可测出应力、应变和残余应力示值。

H. 产生残余应力的原因及其措施有哪些

机械加工和强化工艺都能引起残余应力。如冷拉、弯曲、切削加工、滚压、喷丸、铸造、锻压、焊接和金属热处理等，因不均匀塑性变形或相变都可能引起残余应力。

残余应力一般是有害的，如零件在不适当的热处理、焊接或切削加工后，残余应力会引起零件发生翘曲或扭曲变形，甚至开裂。或经淬火、磨削后表面会出现裂纹。

残余应力的存在有时不会立即表现为缺陷，而当零件在工作中因工作应力与残余应力的叠加，使总应力超过强度极限时，便出现裂纹和断裂。零件的残余应力大部分都可通过适当的热处理消除。残余应力有时也有有益的郑旦方面，它可以被控制用来提高零件的疲劳强度和耐磨性能。

通常调整残余应力的方法有：

1、加热，即回火处理,利用残余应力的热松弛效应消除或降低残余应力。

2、施加静载，使工件产生整体或局部、甚至微区橡清的塑性变形，也可以调整工件的残余应力。例如大型压力容器，在焊接之后，在其内部加压，即所谓的“胀形”，使焊接接头发生微量塑性变形，以减小焊接残余应力。

3、振动时效，英文叫做Vibration Stress Relief,简称VSR 。在国际上，工业发达国家起始于上世纪50年代，我国从70年代研究和推广。

4、锤击、喷丸、滚压等。喷丸强化是行之有效、应用广泛的强化零件的手段，喷丸的同时也改变了表面残余应力状态和分布，而喷丸产生的残余压应力又是强化机理中的重要因素。

(8)测量残余应力的方法的共同点扩展阅读

残余应力测量方法

残余应力的测量方法可以分为有损和无损两大类。有损测试方法就是应力释放法，也可以称为机械的方法;无损方法就是物理的方法。机械方法目前用得最多的是钻孔法(盲孔法)，其次还有针对一定对象的环芯法。

物理方法中用得最多的是X射线衍射法，其他主要物理方法还有中子衍射法、磁性法和超声法。X射线衍射法依据X射线衍射原理，即布拉格定律。布拉格定律把宏观上可以准确测定的衍射角同材料中的晶面间距建立确定的关系。

材料中的应力所对应的弹性应变必然表征为晶面间距的相对变化。当材料中有应力σ存在时，其晶面间距d必然随晶面与应力相对取向的不同而有所变化，按照布拉格定律，衍射角2θ也会相应改变。因此有可能通过测量衍射角2θ随晶面取向不同而发生的变化来求得应力σ。

从这里可以看出X射线衍射法测定应力的原理是成熟的，经过半个多世纪的历程，在国内外，测量方法的研究深入而广泛，测试技术和设备已经比较完善，不但可以在实验室进行研究，可且可以应用到各种实际工件，包括大型工件的现场测量。

参考资梁丛前料来源：网络-残余应力

I. 残余应力的测量方法

1.盲孔法残余应力测量

它的原理是在平衡状态下的原始应力场上钻孔 ，以去除一部分具有应力的金属，而使圆 孔附近部分金属内的应力得到松弛，钻孔破坏了原来的应力平衡状态而使应力重新分布，并呈现新 的应力平衡，从而使圆孔附近的金属发生位移或应变，通过高灵敏度的应变仪，测量钻孔后的应变 量，就可以计算原应力场的应力值。
残余应力检测仪主要采用盲孔法进行各种材料和结构的残余应力分析和研究，还可作为在静力强度研究中测量结构及材料任意点变形的应力分析仪器。如果配用相应的传感器，也可以测量力、压力、扭矩、位移和温度等物理量。它以计算机为中央微处理机，采用高精度测量放大器、数据采集和处理器，测量中无需调零，可直接测出残余应力值的大小及方向，实现了残余应力测量的自动化。
2.磁测法残余应力测量
磁测法残余应力检测法主要是通过磁测法来测定铁磁材料在内应力的作用下磁导率发生的变化确定残余应力的大小和方向。众所周知，铁磁材料具有磁畴结构，其磁化方向为易磁化轴向方向，同时具有磁致伸缩性效应，且磁致伸缩系数是各向异性的，在磁场作用下，应力产生磁各向异性。磁导率作为张量与应力张量相似。通过精密传感器和高精度的测量电路，将磁导率变化转变为电信号，输出电流（或电压）值来反映应力值的变化，并通过装有特定残余应力计算机软件的计算机计算，得出残余应力的大小、方向和应力的变化趋势。
3.X射线衍射法残余应力测量
在各种无损测定残余应力的方法之中，X射线衍射法被公认为最可靠和最实用的。它原理成熟，方法完善，经历了七十余年的进程，在国内外广泛应用于机械工程和材料科学，取得了卓着成果。X-射线应力测定仪是一种简化和实用化的X射线衍射装置，因而它还有一项附加的功能──测定钢中残余奥氏体含量。由于它适用于各种实体工件，而且能够针对同一点以不同的φ角、Ψ角进行测试,以探测织构的影响，这项功能便具备了重要而独特的用途。