残余应力测量

残余应力测定

残余应力存在于所有的机械结构中，有多种原因，例如加工工艺：

• 塑性变形或焊接
• 铸件不均匀冷却
• 锻造工艺

以及表面处理工艺:

• 喷涂
• 表面硬化

残余应力与一般的机械应力一样，对结构的强度起着同样的作用。但和外部载荷引起的应力不同，其很难用计算方式来进行预测。因此，需要一个可靠的方法进行准确测量，并且需要对测量表面损伤最小。

环芯法和钻孔法

基于应变片常用的两种的残余应力测定技术是：环芯法和钻孔法。

两种方法的共同特点是，在工件上安装应变花后，通过钻取或取芯的机械过程，残余应力状态将发生变化。在这一过程中，残余应力得到释放，通过应变花测得过程前后应变的变化情况，可以计算出残余应力。

采用环芯法，即是在应变花周围提取环形槽。



采用钻孔法，即以 350000 转左右的转速，采用步进电机驱动的铣刀进行钻孔。在这个过程中，应变片花即可检测到整个过程工件的应变变化。



MTS3000 系统

钻孔法可采用 SINT Technology（一家位于意大利佛罗伦萨的公司）提供的 MTS3000 系统 进行。MTS3000 系统 带有 HBM 提供的放大器，测量结果符合 ASTM E837 standard version 2013 标准（全球通用的残余应力标准）。

MTS3000 系统 包括:

• 一种光学机械系统（物理法钻孔）
• 电子控制单元（光学机械系统控制并采用 HBM quantumx 放大器进行测量）
• 钻孔操作与控制软件（自动钻孔）
• 后处理软件（使用不同的估值理论进行数据后处理）