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什么是殘余應(yīng)力？
與外部載荷無關(guān)，結(jié)構(gòu)和材料內(nèi)部存在內(nèi)部應(yīng)力。這些應(yīng)力稱為殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)力引起對應(yīng)于晶格間距變化的應(yīng)變。殘余應(yīng)力自發(fā)地達到平衡，因為
拉伸殘余應(yīng)力被稱為有害的
壓縮殘余應(yīng)力被認為是有益的
剪應(yīng)力
為什么殘余應(yīng)力測量很重要？
機械加工，焊接，噴丸，熱處理和磨削等制造過程會產(chǎn)生殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)力測量是確定組件在使用壽命中是否可以承受苛刻負載和應(yīng)力條件的一種基本方法。也可以通過適當?shù)姆椒ㄓ幸獾匾胨鼈儭?/p>
殘余應(yīng)力測量方法
有許多方法可以測量殘余應(yīng)力。這些方法通常分為基于非破壞性，半破壞性和破壞性或基于衍射的方法，基于應(yīng)變松弛的方法和其他方法。所有殘余應(yīng)力測量方法都是間接的。殘余應(yīng)力是從諸如彈性應(yīng)變或位移之類的測量值中計算或得出的。
基于衍射的殘余應(yīng)力測量方法：
在基于衍射的方法中，使用布拉格定律測量彈性應(yīng)變，并根據(jù)胡克定律以及彈性模量（E）和泊松比（v）來計算應(yīng)力。
X射線衍射法
與可見光相比，X射線具有高能量和短波長，使其非常適合探測晶體材料中的晶面距離（=殘余應(yīng)力）。X射線衍射技術(shù)為質(zhì)量控制評估提供了可靠，無與倫比的數(shù)據(jù)。該技術(shù)適用于所有晶體材料，包括陶瓷。X射線衍射方法可測量絕對應(yīng)力，而無需校準的無應(yīng)力樣品。殘余應(yīng)力測量結(jié)果以絕對MPa值表示。
中子衍射法
中子衍射（ND）提供完整的殘余應(yīng)力張量σ11（平行于表面），σ22（平行于表面）和σ33（垂直于表面），用于對厚組件進行分析。與XRD一樣，ND也使用布拉格定律測量彈性應(yīng)變，并根據(jù)胡克定律以及彈性模量（E）和泊松比（v）計算應(yīng)力。由于用于中子產(chǎn)生的昂貴的固定衍射儀，用于殘余應(yīng)力測量的中子衍射尚未廣泛獲得并且容易獲得。
同步加速器衍射法
同步加速器衍射是X射線衍射的更高能級。對于具有復雜幾何形狀的組件，可以使用同步加速器衍射，但是通常組件的大小受到限制。世界各地只有許多同步加速器設(shè)施，這使得該方法不便于攜帶且具有成本效益。
鉆孔法測量殘余應(yīng)力
鉆孔是測量殘余應(yīng)力常用的應(yīng)力松弛技術(shù)。通過在目標區(qū)域中鉆一個小盲孔來去除應(yīng)力材料，孔周圍的材料自發(fā)地找到新的應(yīng)力平衡。這導致孔附近的表面移位。
鉆孔應(yīng)變計法
使用污點規(guī)方法，將特殊的應(yīng)變儀安裝在要測量的表面上。殘余應(yīng)力在松弛應(yīng)變儀上測量。
ESPI鉆孔方法
使用ESPI方法，通過使用光學干涉儀測量表面附近的位移。然后，將測得的位移用于計算鉆孔之前體積中存在的應(yīng)力。
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