環(huán)芯DMI應(yīng)變計殘余應(yīng)力測定法的建立與研究.pdf

1、殘余應(yīng)力的存在嚴(yán)重影響工件的各種性能，殘余應(yīng)力的測量方法也一直是人們研究的重點。各種傳統(tǒng)殘余應(yīng)力測量方法中，無損檢測法具有無破壞性的優(yōu)點，但是其無法測量沿厚度方向非均布的殘余應(yīng)力場;有損檢測法雖然對工件具有一定的破壞性，但是其理論成熟，測量范圍廣，特別是其中的環(huán)芯法，應(yīng)力釋放完全。傳統(tǒng)環(huán)芯法測量殘余應(yīng)力使用的是電阻應(yīng)變花，其測量精度較低，且其導(dǎo)線影響開槽尺寸，只能用于較大型工件的測量中。
　　針對傳統(tǒng)電阻應(yīng)變花無法測量徑向梯度變化

2、較大的點焊殘余應(yīng)力場的缺點，本文引入了一種新型的粘貼式環(huán)形應(yīng)變計，即DMI（直接測量公司）應(yīng)變計，該應(yīng)變計使用方便，測量數(shù)據(jù)充足精確。創(chuàng)新性地將環(huán)芯法與DMI應(yīng)變計相結(jié)合，提出一種新型的測量方法，即環(huán)芯DMI應(yīng)變計法。該方法既保留了環(huán)芯法的優(yōu)點，又解決了傳統(tǒng)電阻應(yīng)變計無法測量徑向梯度變化大的點焊殘余應(yīng)力的缺點。尤其是其無導(dǎo)線的特點使環(huán)芯法也能用于小型工件殘余應(yīng)力的測量。
　　文中建立了環(huán)芯DMI應(yīng)變計殘余應(yīng)力測定法的基本公式。建造

3、了環(huán)芯DMI應(yīng)變計法測量一般殘余應(yīng)力的三維有限元模型，標(biāo)定了基本公式中的釋放系數(shù)，得到了釋放系數(shù)表，并建立了釋放系數(shù)關(guān)于槽深的擬合函數(shù)。分析了環(huán)芯直徑、槽寬、泊松比和環(huán)槽圓角對釋放系數(shù)的影響。環(huán)芯直徑對釋放系數(shù)的影響較大，并標(biāo)定了不同環(huán)芯直徑的釋放系數(shù)表;槽寬的影響可忽略;泊松比對釋放系數(shù)的影響較顯著，對泊松比誤差進(jìn)行了修正;環(huán)槽圓角直接影響釋放系數(shù)，與泊松比無關(guān)。
　　用逐層銑環(huán)槽的方法來測量沿厚度方向非均布的殘余應(yīng)力場，在有限

4、元標(biāo)定時采用的是逐層銑環(huán)槽標(biāo)定法，分別標(biāo)定了不同槽深中每個步進(jìn)深度的釋放系數(shù)。得到了沿厚度方向非均布一般殘余應(yīng)力的釋放系數(shù)矩陣。
　　根據(jù)點焊殘余應(yīng)力軸對稱的特點，建立了點焊殘余應(yīng)力二維軸對稱有限元模型，得到了沿厚度方向均布和非均布的點焊殘余應(yīng)力釋放系數(shù)表。不同環(huán)芯直徑對應(yīng)著不同的測量直徑，選擇幾種常用環(huán)芯直徑，得到了與之對應(yīng)的測量直徑，標(biāo)定了不同環(huán)芯直徑的釋放系數(shù)。
　　模型尺寸對釋放系數(shù)有影響，特別是模型厚度。以模型厚度