用无损方法分析结构和残余应力

‘壹’ 焊接残余应力怎么分析，有哪些方面

焊件在焊接过程中，热应力、相变应力、加工应力等超过屈服极限（Yield strength），以致冷却后焊件中留有未能消除的应力。 这样，焊接冷却后的残余在焊件中的宏观应力称为残余焊接应力。焊接过程的不均匀温度场以及由它引起的局部塑性变形和比容不同的组织是产生焊接应力和变形的根本原因。 焊接残余应力，是焊接工程研究领域的重点问题。涉及焊接的各种工程应用中，都十分关注残余应力的影响。例如，在土木工程领域，对于钢结构焊接连接，残余应力对结构的疲劳性能，稳定承载力等均有影响。 焊接应力有暂时应力与残余应力之分。暂时应力只在焊接过程中一定的温度条件 下存在，当焊件冷却至常温时，暂时应力即行消失。焊接残余应力是指焊件冷却后残留在焊件内的应力。从结构的使用要求来看，焊接残余应力有着重要意义。残余应力按其方向可分为纵向、横向和沿厚度方向的应力三种。 1.纵向焊接残余应力 焊接过程一个不均匀加热和冷却的过程。在施焊时，焊件上产生不均匀的温度场， 焊缝及附近温度最高，可达1600℃以上，其邻近区域则温度急剧下降。不均匀的温度场将产生不均匀的膨胀。焊缝及附近高温处的钢材膨胀最大，由于受到两侧温度较低，膨胀较小的钢材的限制，产生了热状态塑性压缩。焊缝冷压时，被塑性压缩的焊缝区趋向于缩得比原始长度稍短，这种缩短变形受到焊缝两侧钢材的限制，使焊缝区产生纵向拉应力。在低碳钢和低合金钢中，这种拉应力以常达到钢材的屈服强度。焊接残余应力是荷载未作用时的内应力，因此会在焊件内部自相平衡，这就必然在距焊缝稍远区域应力。用三块剪切下料的钢板焊成的工字形截面，纵向焊接残余应力分布。 2.横向残余应力 横向残余应力产生的原因有：①由于焊缝纵向收缩，两块钢板趋向于外弯成弓形的趋势，但在实际上焊缝将两块钢板连成整体，不能分开，于是在焊缝中部将产生横向拉应力，而在两端产生横向压应力。②焊缝在施焊过程中，先后冷却的时间不同，先焊的焊缝已经凝固，且具有一定的强度，会阻止后焊焊缝在横向的自由膨胀，使其产生横向的塑性压缩变形。当焊缝冷却时，后焊焊缝的收缩受到已凝固焊缝的限制而产生横向拉应力，同时在先焊部分的焊缝内产生横向压应力。横向收缩引起的横向应力与施焊方向及先后次序有关，焊缝的横向残余应力是上述两种原因产生的应力的合成。 3.沿焊缝厚度方向的残余应力 在厚钢板的连接中，焊缝需要多层施焊。因此，除有纵向和横向残余应力之外，沿厚度方向还存在着残余应力。这三种应力可能形成比较严重的同号三轴应力；会大大降低结构连接的塑性。这就是焊接结构易发生脆性破坏的原因之一。 以上分析是焊件在无外加约束情况下的焊接残余应力。若焊件施焊时处在约束状态，如采用强大夹具或焊件本身刚度较大等，焊件将因不能自由伸缩变形而产生更大的焊边残余应力，且随约束程度增加而增大。 如果想要解决残余应力和焊接变形的问题最好的办法是振动时效啊，没有 热时效那么麻烦而且还能消除95%以上的残余应力，华云家的就不错，你可以看一下。。。

‘贰’ 无损检测的方法

无损检测是指在不损伤被检测对象的条件下，利用材料内部结构异常或缺陷存在所引起的对热、声、光、电、磁等物理量的变化，来探测各种工程材料、零部件、结构件等内部和表面缺陷。无损检测被广泛用于金属材料、非金属材料、复合材料及其制品以及一些电子元器件的检测。 无损检测，是用非破坏方法检查材料、毛坯和零件的内部或表面缺陷并评价其整体质量的技术，又称无损探伤。能发现材料或工件内部和表面所存在的缺欠，能测量工件的几何特征和尺寸，能测定材料或工件的内部组成、结构、物理性能和状态等。 目前用于无损检测的方法很多。除了5种常规（射线、超声、磁粉、渗透和涡流）方法外，还有红外、激光、声发射、微波，工业CT等。下面是一些常见的无损检测的方法： X射线无损检测仪： 1、射线探伤(radiographictesting)。利用X射线或γ射线在穿透被检物各部分时强度衰减的不同，检测被检物的缺陷。若将受到不同程度吸收的射线投射到X射线胶片上，经显影后可得到显示物体厚度变化和内部缺陷情况的照片。如用荧光屏代替胶片，可直接观察被检物体的内部情况。 2、超声检测(ultrasonictesting)。利用物体自身或缺陷的声学特性对超声波传播的影响，来检测物体的缺陷或某些物理特性。在超声检测中常用的超声频率为0.5～5兆赫（MHz）。最常用的超声检测是脉冲探伤。 3、声发射检测(acousticemissiontesting)。通过接收和分析材料的声发射信号来评定材料的性能或结构完整性。材料中因裂缝扩展、塑性变形或相变等引起应变能快速释放而产生应力波的现象称为声发射。材料在外部因素作用下产生的声发射，被声传感器接收转换成电信号，经放大后送至信号处理器，从而测量出声发射信号的各种特征参数。 4、渗透探伤(penetranttesting)。利用某些液体对狭窄缝隙的渗透性来探测表面缺陷。常用的渗透液为含有有色染料或荧光的液体。 5、磁粉探伤(magnetictesting)。通过磁粉在物体缺陷附近漏磁场中的堆积来检测物体表面或近表面处的缺陷，被检测物体必须具有铁磁性。 无损检测技术已广泛应用于冶金、机械工业中。目前，无损检测用得最多的是检测材料、铸锻件和焊缝的缺陷，也就是说目前无损检测用得最多的是无损探伤。无损检查缺陷（无损探伤）大致可以分为两种情况：一种是在制造加工时进行检查，另一种是在使用过程中定期检查。这些检查可以用来进行质量评定和寿命评定。 无损检测技术，是要以检查出的缺陷情况为依据来预测缺陷的发展，所以要求尽量准确地检测出缺陷的种类、形状、大小、位置和方向，以便进行寿命评定和质量评定。具体来说，无损检测的作用有一下几点： 1、确保工件或设备质量，保证设备安全运行。用无损检测保证产品质量，使之在规定的使用条件下，在预期的使用寿命内，产品的部分或者整体都不会发生破损，从而防止设备和人员事故。 2、改进制造工艺。我们可以先根据预定的制造工艺制作试样或试制品，对其进行无损检测，用无损检测来观察制造样品的工艺是否合适，这样一边观察一边改进工艺，直到最后确定满足质量要求的制造工艺。 3、降低制造成本。通过无损检测可以达到降低制造成本的目的。在产品制造过程中适当而正确地进行无损检测，就能防止工件在最后加工完了又报废而白白浪费工时，从而降低了制造成本。 无损检测注意事项： 1、无损检测要与破坏性检测相互配合。无损检测最大的特点就是在不损伤材料、工件和机器结构的前提下进行检测。但是无损检测不能代替破坏性检测，两者必须相互结合进行。 2、正确选择实施无损检测的时间。例如，要检查高强钢焊缝有无延迟裂缝，无损检测实施的时间，应安排在焊接后一昼夜以后进行。 3、正确选择最适当的无损检测方法。没有无损检测都有自己的特点，在实际检测中要根据被检测对象的实际情况来选择检测方法。 4、综合应用各种无损检测方法。综合应用各种方法可以弥补一些方法的不足，全面而正确的评价材料、工件等。

‘叁’ 如何分析PC或者ABS的残余应力

如何分析PC/ABS的残余应力呢？
环球塑化网认为主要有三个方法可以分析：

溶剂浸泡法

1、将做好带有螺丝桥携槽或柱的PC/ABS制件浸泡于冰醋酸中，持续30s或更长时间，取出后检查外观，如有细小致密的裂纹，说明此处有内应力存在，裂纹越多，则说明内应力越大;

2、异丙醇与丙酮3:1的比例混合，加入红色染料，着色均一的说明内应力较小，不容易着色的部位应力较大，需要注意带毁。

Moldflow模流分析模拟法

通过模流分析软件，分析出速度/压力切换时的压力分布情况，压力越高的，参与的应力也就越大。

四分之一椭圆应力分析法

选用四分之一椭圆夹具，试片尽量居中放置，将溶剂均匀涂覆在试片上，同一种原料试片最好做3-5组，涂覆完成后静止存放，(环境要求23℃，50%RH)，观察试片裂纹情况，裂纹越多，残余应力越大。

螺丝孔实验法

采蠢消备用合适Size的螺丝进行攻螺丝实验，螺丝上可以涂覆一些常用的工业用黄油，必要的时候可以将攻好的螺丝放入高温环境，加速应力释放，出现开裂或者裂纹的说明参与应力大。

应力开裂是影响塑料制品质量的主要因素，为了提高产品质量，必须根据实际情况，在正确分析应力产生开裂的基础上，采取有效措施和手段，减小和避免产品内应力对制品的影响。

‘肆’ 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，。

‘伍’ 各种材料应力的检测方法都有哪些

材料应力的检测方法与设备有很多，其中新拓三维XTDIC三维全场应变测量系统基于数字图像相关算法，为试验者提供非接触式动态全场三维应变及位移测量，应变测量范围从0.005%-2000%以上。
XTDIC可直接测量全场振幅、振动信息 ；可用于实时监测 ；试验过程可追溯、可评估。基于自主研发算法，结合客户现场试验情况，可为客户提供定制开发服务。客户需求因行业、工况而有一定的差异，产品定制成为客户的关注点，新拓三维提供的定制化服务。

‘陆’ 产生残余应力的原因及其措施有哪些

机械加工和强梁丛前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。

(6)用无损方法分析结构和残余应力扩展阅读

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)，其橡清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，包郑旦括大型工件的现场测量。

‘柒’ 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。

‘捌’ 应力应变测试常用的方法有哪些

常见的应力测试方法
应力仪或者应变仪是来测定物体由于内应力的仪器。一般通过采集应变片的信号，而转化为电信号进行分析和测量。
应力测试一般的方法是将应变片贴在被测定物上，使其随着被测定物的应变一起伸缩，这样里面的金属箔材就随着应变伸长或缩短。很多金属在机械性地伸长或缩短时其电阻会随之变化。应变片其实就是应用了这个原理，通过测量电阻的变化而对应变进行测定。一般应变片的敏感栅所使用的是铜铬合金材料，这种材料其电阻变化率为常数，它与应变成正比例关系。
我们通过惠斯通电桥，便可以将这种电阻的比例关系转化为电压。然后不同的仪器，可以将这种电压的变化转化成可以测量的数据。
对于应力仪或者应变仪，关键的指标有：
测试精度，采样速度，测试可以支持的通道数，动态范围，支持的应变片型号等。并且，应力仪所配套的软件也至关重要，需要能够实时显示，实时分析，实时记录等各种功能，高端的软件还具有各种信号处理能力。

‘玖’ 混凝土结构构件的无损检测方法

混凝土结构构件无损检测方法有哪些？请看中达咨询编辑的文章。
一、知和悔结构混凝土无损检测的条件：
缺乏同条件试件或标准试件数量不足；试件的质量缺乏代表性；试件的抗压试验不符合标准规定；对试件抗压强度测试结果有怀疑；因材料、施工不良而发生混凝土质量问题。
二、结构混凝土检测方法及特点：
（一）超声法：检测过程无损于材料、结构的使用性能；直接在结构物上检测试验并推定其实际强度和缺陷性质；重复和复核检验方便，检验结果重复性好。
（二）回弹法：简单方便，但离散性较大。
（三）超声回弹综合法：可以减少各种因素对结果的影响，可弥补两种方法各自不足，测试精度较高。
（四）钻芯法：检测结果直观准确，可检测强度与厚度，但操作复杂，对混凝土有轻微破坏。
（五）拔出法：检测结果直观准确，但操作复杂，对混凝土有轻微破坏，结果离棚拆散性较大。
（六）瞬态激振（敲击）时域频域搭正分析法（小应变法）：适用于基桩检测，特点是操作简便，检测快速，结果较为精确。
（七）地质雷达法：主要用于大面积混凝土质量检测，如隧道衬砌混凝土的检测，其特点是检测快速，可检测厚度，结果准确。
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