盲孔法測量殘余應(yīng)力
(二)實(shí)驗(yàn)標(biāo)定法
如圖3.9所示,在距孔心r處貼片。為消除邊緣效應(yīng)的影響,取寬度b 大于a 的4-5倍的試件。在材料試驗(yàn)機(jī)上將沒有鉆孔的試件逐級加載,計(jì)算出試件的應(yīng)力σ,測出各級荷載下的應(yīng)變?chǔ)臽1和ε`2。然后取下試件用專用設(shè)備在試件指定部位上??缀螅僦匦吕?,并測出??缀蟮膽?yīng)變值ε``1和ε``2。 將兩種情況下同一級荷栽產(chǎn)生的應(yīng)變差求出后可見,鉆孔前后的應(yīng)變差與應(yīng)力成正比,即: (21)式與(13)式具有完全相同的形式,它說明標(biāo)定法得到的A`, B`相當(dāng)于理論公式中的A , B 。因此只要通過標(biāo)定法測得A` 和B`后代入公式(12)中,即可得到主應(yīng)力方向未知的測點(diǎn)的殘余應(yīng)力σ1和σ2及其夾角Ф的數(shù)值。
當(dāng)構(gòu)件中的殘余應(yīng)力沿厚度分布不均勻時(shí),可采用分層鉆孔法求得各深度的殘余應(yīng)力。其方法是:等深度地逐層鉆孔測定每次的應(yīng)力釋放量。如果已知主應(yīng)力的方向,則有: 被測點(diǎn)鉆一小孔只能使殘余應(yīng)力局部釋放,因此應(yīng)變計(jì)所測出的釋放應(yīng)變值很小,必須采用高精度的應(yīng)變計(jì)。為了不斷提高測量精度,還必須十分注意產(chǎn)生誤差的各種因素,其中最主要的是鉆孔設(shè)備的精度和鉆孔技術(shù),還有應(yīng)變測試誤差。一般來說鉆孔深度 h≥2a 即可。
(三)鉆孔設(shè)備及鉆孔要求
鉆孔設(shè)備的結(jié)構(gòu)應(yīng)該簡單,便于攜帶,易于固定在構(gòu)件上,同時(shí)要求對中方便,鉆孔深度易于控制,并能適應(yīng)在各種曲面上工作。圖3.10為小孔鉆的結(jié)構(gòu)圖,這種鉆具能較好地實(shí)現(xiàn)上述要求,借助4個(gè)可調(diào)節(jié)X . Y 方向的位置和上. 下位置,以保持鉆孔垂直于工件表面,用萬向節(jié)與可調(diào)速手電鉆連接施行鉆孔。 鉆孔的技術(shù)要求:
1.被測表面的處理要符合應(yīng)變測量的技術(shù)要求,應(yīng)變花應(yīng)用502膠水準(zhǔn)確地粘貼在測點(diǎn)位置上,并用膠帶覆蓋好絲柵,防止鐵屑破壞絲柵。
2.鉆孔時(shí)要保證鉆桿與測量表面垂直,鉆孔中心偏差應(yīng)控制在±0.025 mm以內(nèi)。
3.鉆孔時(shí)要穩(wěn),機(jī)座不能抖動(dòng)。鉆孔速度要低,鉆孔速度快易導(dǎo)致應(yīng)變片的溫度漂移,孔周切削應(yīng)變增大使測量不穩(wěn)定。為消除切削應(yīng)變的影響,可先采用小鉆頭鉆孔然后再用銑刀洗孔。
以上是盲孔法測量殘余應(yīng)力的具體方法,如果無法使用小孔鉆,可以使用噴沙打孔法打一盲孔,噴沙打孔的方法就是利用壓縮空氣帶動(dòng)Al2O3或SiO2粉末,通過回轉(zhuǎn)的噴嘴對準(zhǔn)應(yīng)變花中心打孔標(biāo)志,噴吹表面而得一盲孔。這種方法實(shí)際上是一種磨削過程,其產(chǎn)生的熱量由氣流冷卻,加之切削量很小,因此打孔時(shí)引起的附加應(yīng)力較小,噴沙打孔法的測量精度較高。 (end)
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