X射線法與應(yīng)變片法表征殘余應(yīng)力的定量關(guān)系研究.pdf

1、表面殘余應(yīng)力是機(jī)械加工質(zhì)量的重要指標(biāo)之一,隨著社會進(jìn)步和工程技術(shù)的發(fā)展,對表面殘余應(yīng)力的控制和檢測要求愈來愈高。檢測殘余應(yīng)力的方法很多,但由于其檢測原理、適用范圍、物理本質(zhì)不同,目前尚無法建立不同測量方法的理論關(guān)系。因此開展不同殘余應(yīng)力檢測方法之間的定量關(guān)系研究具有重要的理論意義和工程價值。本文以目前普遍應(yīng)用的X射線法和應(yīng)變片法兩種殘余應(yīng)力檢測方法為研究對象,分別從理論分析、裝置設(shè)計(jì)、試驗(yàn)研究三個方面開展兩種殘余應(yīng)檢測方法表征定量關(guān)系基

2、礎(chǔ)性研究。
　　 首先,在分析X射線法和應(yīng)變片法測定殘余應(yīng)力的測量原理基礎(chǔ)上,針對拉壓、彎曲、扭轉(zhuǎn)等典型受力模型,開展X射線法和應(yīng)變片法測量殘余應(yīng)力的定量關(guān)系研究,提出系統(tǒng)的X射線法和應(yīng)變片法表征殘余應(yīng)力的定量關(guān)系研究方法與思路,該方法具有理論模型清晰、數(shù)據(jù)處理與分析簡潔的特點(diǎn)。
　　 在此基礎(chǔ)上,構(gòu)建應(yīng)力對比分析系統(tǒng),該系統(tǒng)具有彎曲、拉壓和扭轉(zhuǎn)三種加載模式。重點(diǎn)開展應(yīng)力對比分析檢測系統(tǒng)的加載單元與應(yīng)力檢測單元進(jìn)行方案優(yōu)

3、化與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了加載狀況下的應(yīng)變片法動、靜態(tài)應(yīng)力測量,以及X射線衍射應(yīng)力的同步測量。
　　 同時,開展X射線法的定峰方法、背底處理與測量誤差統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律研究,研究表明:X射線衍射殘余應(yīng)力的測定結(jié)果服從正態(tài)分布規(guī)律,檢測分析7050鋁合金的數(shù)值服從N(19.39,(2.154)2)正態(tài)分布,為進(jìn)一步開展X射線法與應(yīng)變片法表征殘余應(yīng)力的定量關(guān)系研究提供依據(jù)。
　　 最后,在所構(gòu)建的應(yīng)力對比分析系統(tǒng)上,以7050鋁合金彎曲

4、加載模式為研究對象,開展了X射線法及應(yīng)變片法測量殘余應(yīng)力的定量關(guān)系實(shí)驗(yàn)研究,并進(jìn)一步進(jìn)行了測量結(jié)果、理論分析和ANSYS有限元數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行分析研究。研究結(jié)果表明:X射線法測得的應(yīng)力變化量、應(yīng)變片法測得的應(yīng)力與理論分析結(jié)果分布規(guī)律一致,證明了X射線法與應(yīng)變片法表征殘余應(yīng)力定量關(guān)系研究的可行性,從而驗(yàn)證了本文所提出的兩種殘余應(yīng)力檢測技術(shù)定量關(guān)系研究方法及應(yīng)力對比分析系統(tǒng)的可行性和合理性,為進(jìn)一步開展不同殘余應(yīng)力測試方法的定量關(guān)系研究奠定