一種結(jié)構(gòu)殘余應(yīng)力的測量方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種結(jié)構(gòu)殘余應(yīng)力的測量方法。本發(fā)明給出的殘余應(yīng)力測量的切割方法，通過在構(gòu)件上切割缺口，在被測構(gòu)件的上下表面布置應(yīng)變片的方式，不斷調(diào)整切口的位置、長度和深度，測量得到殘余應(yīng)力釋放引起的應(yīng)變變化與切口長度和深度的關(guān)系，從而給出殘余應(yīng)力的分布場和沿深度的分布規(guī)律。本發(fā)明給出的殘余應(yīng)力切割法操作方便，工程實(shí)用性強(qiáng)。
【專利說明】一種結(jié)構(gòu)殘余應(yīng)力的測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種結(jié)構(gòu)殘余應(yīng)力的測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]結(jié)構(gòu)殘余應(yīng)力是材料及其制品在合金過程中、機(jī)加和安裝中產(chǎn)生的平衡于材料或制品內(nèi)部的應(yīng)力。殘余應(yīng)力的存在對結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)力腐蝕、疲勞開裂、耐久性等力學(xué)性能有很大的影響，研究和測量構(gòu)件中殘余應(yīng)力對生產(chǎn)的技術(shù)管理和科學(xué)試驗有著重大的意義。
[0003]目前結(jié)構(gòu)的殘余應(yīng)力測量方法分為機(jī)械釋放測量法和非破壞無損傷測量法兩種。機(jī)械測量法主要包括鉆孔法、分割切條法釋放法、逐層銑削法等。
[0004]現(xiàn)有的機(jī)械測量方法都是對構(gòu)件進(jìn)行鉆孔、切條、銑削等破壞方式，使得殘余應(yīng)力得以釋放而測得，現(xiàn)有的方法只能測出構(gòu)件局部的殘余應(yīng)力分布，不能給出構(gòu)件殘余應(yīng)力場的分布。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提出一種能夠獲得構(gòu)件殘余應(yīng)力場的分布的結(jié)構(gòu)殘余應(yīng)力的測
量方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，
[0007]I)、在含殘余應(yīng)力的構(gòu)件上，根據(jù)構(gòu)件的受力特點(diǎn)，確定殘余應(yīng)力測量的起始位置、方向，位置和方向可以是多個；
[0008]2)、在已確定的構(gòu)件的殘余應(yīng)力測量位置的上下表面粘貼應(yīng)變片，測量并記錄初始的應(yīng)變；
[0009]3)、在構(gòu)件上下表面粘貼有應(yīng)變片的位置上沿應(yīng)變片邊緣引入初始切口，然后，再在初始切口的另一邊緣的上下表面粘貼應(yīng)變片，分別測量并記錄引入切口前和引入切口后的應(yīng)變；
[0010]4)、逐漸調(diào)整切口的長度或深度，每次調(diào)整切口的長度或深度不得大于1mm，每調(diào)整一次長度或深度，測量并記錄一次切口前端的應(yīng)變數(shù)據(jù)，從而獲得切口沿線各個部位的上下表面應(yīng)變與切口位置、長度及深度的對應(yīng)關(guān)系；
[0011]5)、通過測得的切口位置、長度及深度與應(yīng)變的變化關(guān)系，分析給出構(gòu)件殘余應(yīng)力場的分布。
[0012]所述的調(diào)整切口長度或深度至構(gòu)件截面發(fā)生突變處，初始切口的方向沿突變邊界改變，在切口的上下表面粘貼應(yīng)變片，調(diào)整切口的長度或深度，每次調(diào)整切口的長度或深度不得大于1mm，每調(diào)整一次長度或深度，測量并記錄一次切口前端的應(yīng)變數(shù)據(jù)。
[0013]所述的調(diào)整切口長度或深度至構(gòu)件應(yīng)力集中嚴(yán)重區(qū)域，切口在應(yīng)力集中嚴(yán)重區(qū)域分多條切口，在每條切口的上下表面粘貼應(yīng)變片，調(diào)整每條切口的長度或深度，每次調(diào)整切口的長度或深度不得大于1mm，每調(diào)整一次長度或深度，測量并記錄一次切口前端的應(yīng)變數(shù)據(jù)。[0014]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和有益效果，本發(fā)明給出的一種殘余應(yīng)力的測量方法，通過在被測構(gòu)件上的殘余應(yīng)力測量位置處切割缺口，并在切口兩側(cè)的上下表面布置應(yīng)變片的方式，不斷調(diào)整切口的位置、長度和深度，測量得到切口處殘余應(yīng)力釋放引起的應(yīng)變變化與切口長度和深度的關(guān)系，從而給出構(gòu)件整個殘余應(yīng)力的分布場。
[0015]本發(fā)明給出的一種殘余應(yīng)力的測量方法，原理簡單，操作方便，工程實(shí)用性強(qiáng)，可以測得構(gòu)件的殘余應(yīng)力分布場。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明實(shí)施例構(gòu)件的結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖2是本發(fā)明實(shí)施例殘余應(yīng)力測量時的切割方向示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]I)、在含殘余應(yīng)力的構(gòu)件上，根據(jù)構(gòu)件的受力特點(diǎn)，確定殘余應(yīng)力測量的起始位置和方向，從理論上講，位置和方向可以是多個；
[0019]2)、在已確定的構(gòu)件的殘余應(yīng)力測量位置的上下表面粘貼應(yīng)變片，測量并記錄初始的應(yīng)變；
[0020]3)、在構(gòu)件上下表面粘貼有應(yīng)變片的位置上沿應(yīng)變片邊緣引入初始切口，然后，再在初始切口的另一邊緣的上下表面粘貼應(yīng)變片，分別測量并記錄引入切口前和引入切口后的應(yīng)變；
[0021]4)、逐漸調(diào)整切口的長度或深度，每次調(diào)整切口的長度或深度不得大于1mm，每調(diào)整一次長度或深度后，測量并記錄一次切口前端的應(yīng)變數(shù)據(jù)，從而獲得切口沿線各個部位的上下表面應(yīng)變與切口位置、長度及深度的對應(yīng)關(guān)系；
[0022]5)、通過測得的切口位置、長度及深度與應(yīng)變變化的對應(yīng)關(guān)系，分析給出構(gòu)件殘余應(yīng)力場的分布。
[0023]所述的調(diào)整切口長度或深度至構(gòu)件截面發(fā)生突變處，初始切口的方向沿突變邊界改變，在切口的上下表面粘貼應(yīng)變片，調(diào)整切口的長度或深度，每次調(diào)整切口的長度或深度不得大于1mm，每調(diào)整一次長度或深度后，測量并記錄一次切口前端的應(yīng)變數(shù)據(jù)。
[0024]所述的調(diào)整切口長度或深度至構(gòu)件應(yīng)力集中嚴(yán)重區(qū)域，切口在應(yīng)力集中嚴(yán)重區(qū)域分多條切口，在每條切口的上下表面粘貼應(yīng)變片，調(diào)整每條切口的長度或深度，每次調(diào)整切口的長度或深度不得大于1mm，每調(diào)整一次長度或深度后，測量并記錄一次切口前端的應(yīng)變數(shù)據(jù)。
[0025]實(shí)施例
[0026]1、對圖1所示的構(gòu)件，進(jìn)行殘余應(yīng)力的測量。
[0027]I)、根據(jù)構(gòu)件受力特點(diǎn)可知，構(gòu)件上的開孔區(qū)域為應(yīng)力集中嚴(yán)重區(qū)域，由此確定殘余應(yīng)力測量由孔下方的構(gòu)件邊緣向開孔方向進(jìn)行，位置和方向見圖2所示；
[0028]2)、在已確定的構(gòu)件的殘余應(yīng)力測量位置的上下表面粘貼應(yīng)變片(圖2中應(yīng)變片為示意圖，沿切口方向應(yīng)布置足夠數(shù)量的應(yīng)變片，以保證測得真實(shí)可靠的應(yīng)變數(shù)據(jù))，測量并記錄初始的應(yīng)變；
[0029]3)、在構(gòu)件上下表面粘貼有應(yīng)變片的位置上沿應(yīng)變片邊緣引入初始切口，然后，再在初始切口的另一邊緣的上下表面粘貼應(yīng)變片，分別測量并記錄引入切口前和引入切口后的應(yīng)變；
[0030]4)、逐漸調(diào)整切口的長度或深度，每次調(diào)整切口的長度或深度不得大于1mm，每調(diào)整一次長度或深度后，測量并記錄一次切口前端的應(yīng)變數(shù)據(jù)，從而獲得切口沿線各個部位的上下表面應(yīng)變與切口位置、長度及深度的對應(yīng)關(guān)系；
[0031]5)、通過測得的切口位置、長度及深度與應(yīng)變變化的對應(yīng)關(guān)系，分析給出構(gòu)件殘余應(yīng)力場的分布。
[0032]2、對于當(dāng)調(diào)整切口至孔邊時(見圖2所示)，孔邊是截面突變處，也是應(yīng)力集中嚴(yán)重區(qū)域，在此區(qū)域內(nèi)切口分多條呈放射狀散開的切口(圖2中多條切口為示意圖，理論上切口的數(shù)量可以是I個到無窮多個)，在每條切口的上下表面粘貼應(yīng)變片，調(diào)整每條切口的長度或深度，每次調(diào)整切口的長度或深度不得大于1mm，每調(diào)整一次長度或深度后，測量并記錄一次切口前端的應(yīng)變數(shù)據(jù)。
【權(quán)利要求】
1.一種結(jié)構(gòu)殘余應(yīng)力的測量方法，其特征是， 1)、在含殘余應(yīng)力的構(gòu)件上，根據(jù)構(gòu)件的受力特點(diǎn)，確定殘余應(yīng)力測量的位置、方向； 2)、在構(gòu)件的殘余應(yīng)力測量的位置上下表面粘貼應(yīng)變片，測量初始的應(yīng)變； 3)、用線切割或者鏜床切割的方法在構(gòu)件上下表面粘貼有應(yīng)變片的位置上沿應(yīng)變片邊緣引入初始切口，然后，再在初始切口的另一邊緣的上下表面粘貼應(yīng)變片，分別測量并記錄引入切口前和引入切口后的應(yīng)變； 4)、逐漸調(diào)整切口的長度或深度，每次調(diào)整切口的長度或深度不得大于1mm，每調(diào)整一次長度或深度，測量并記錄一次切口前端的應(yīng)變數(shù)據(jù)，從而獲得切口沿線各個部位的上下表面應(yīng)變與切口位置、長度及深度的對應(yīng)關(guān)系； 5)、通過測得的切口位置、長度及深度與應(yīng)變的變化關(guān)系，分析給出構(gòu)件殘余應(yīng)力場的分布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種結(jié)構(gòu)殘余應(yīng)力的測量方法，其特征是，所述的調(diào)整切口長度或深度至構(gòu)件截面發(fā)生突變處，初始切口的方向沿突變邊界改變，在切口的上下表面粘貼應(yīng)變片，調(diào)整切口的長度或深度，每次調(diào)整切口的長度或深度不得大于1mm，每調(diào)整一次長度或深度，測量并記錄一次切口前端的應(yīng)變數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種結(jié)構(gòu)殘余應(yīng)力的測量方法，其特征是，所述的調(diào)整切口長度或深度至構(gòu)件應(yīng)力集中嚴(yán)重區(qū)域，切口在應(yīng)力集中嚴(yán)重區(qū)域分多條切口，在每條切口的上下表面粘貼應(yīng)變片，調(diào)整每條切口的長度或深度，每次調(diào)整切口的長度或深度不得大于1mm，每調(diào)整一次長度或深度，測量并記錄一次切口前端的應(yīng)變數(shù)據(jù)。
【文檔編號】G01L1/22GK103557971SQ201310542585
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月5日
【發(fā)明者】張彥軍, 王新波 申請人:中國航空工業(yè)集團(tuán)公司西安飛機(jī)設(shè)計研究所