
殘余應(yīng)力(Residual Stress)是指在沒(méi)有外部因素作用時(shí),物體內(nèi)部仍然存在的自相平衡的應(yīng)力。它是一種固有應(yīng)力或內(nèi)應(yīng)力,通常在制造過(guò)程中由于不均勻的塑性變形或相變而產(chǎn)生。
殘余應(yīng)力的產(chǎn)生原因常見(jiàn)的有以下幾種:
機(jī)械加工:如切削、彎曲、拉伸等,這些工藝會(huì)導(dǎo)致材料的不均勻塑性變形。
熱加工:如焊接、鑄造、鍛造等,這些工藝會(huì)導(dǎo)致材料的熱膨脹和收縮不均勻。
相變:材料在相變過(guò)程中,新舊之間的體積差異會(huì)導(dǎo)致殘余應(yīng)力產(chǎn)生。
殘余應(yīng)力的影響通常是有害的,它會(huì)導(dǎo)致工件在使用中發(fā)生翹曲或扭曲變形,甚至開(kāi)裂。當(dāng)然殘余應(yīng)力若是在正常合理的范圍內(nèi),它也可以被利用來(lái)提高零件的疲勞強(qiáng)度和耐磨性能。那么我們?cè)鯓硬拍苤罋堄鄳?yīng)力是否在正常合理的范圍內(nèi)呢?這就要用到殘余應(yīng)力檢測(cè)儀了,我們可以通過(guò)殘余應(yīng)力檢測(cè)得到的數(shù)據(jù)來(lái)體現(xiàn)殘余應(yīng)力的大小。殘余應(yīng)力檢測(cè)的方法有多種,目前行業(yè)內(nèi)主要使用的方法有以下幾種:
(1)超聲波應(yīng)力檢測(cè)法
超聲波應(yīng)力檢測(cè)法是一種利用超聲波技術(shù)進(jìn)行應(yīng)力檢測(cè)的方法,該方法是基于超聲波聲彈性理論,運(yùn)用材料中超聲波速與應(yīng)力之間的固有關(guān)系進(jìn)行應(yīng)力檢測(cè)。通過(guò)測(cè)量超聲波在材料內(nèi)部的傳播速度、反射等參數(shù),精確分析材料中的應(yīng)力狀態(tài)。超聲波應(yīng)力檢測(cè)儀具有高精度、無(wú)損、快速、簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于航空航天、石油化工、機(jī)械制造、軌道交通等領(lǐng)域。
(2)盲孔法應(yīng)力檢測(cè)
盲孔法應(yīng)力檢測(cè)是一種常用的殘余應(yīng)力檢測(cè)方法,適用于各向同性的彈性材料。它通過(guò)在工件的被測(cè)部位貼上應(yīng)變花,然后在應(yīng)變花中心打一個(gè)小盲孔,引起殘余應(yīng)力的釋放,通過(guò)測(cè)量釋放的應(yīng)變量來(lái)計(jì)算殘余應(yīng)力的大小和方向。
(3)X射線(xiàn)衍射法應(yīng)力檢測(cè)
X射線(xiàn)衍射法也是一種常用的無(wú)損檢測(cè)方法,用于測(cè)量材料表面的殘余應(yīng)力。其基本原理是利用X射線(xiàn)照射材料,通過(guò)分析衍射信息來(lái)測(cè)量殘余應(yīng)力。當(dāng)材料中存在殘余應(yīng)力時(shí),晶面間距會(huì)發(fā)生變化,導(dǎo)致衍射峰的移動(dòng)。通過(guò)測(cè)量衍射峰的位移,可以計(jì)算出殘余應(yīng)力的大小和方向。