[發(fā)明專(zhuān)利]鈦合金表面最大應(yīng)力和表層應(yīng)力梯度的計(jì)算機(jī)測(cè)算方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110444810.2
• 申請(qǐng)日: 2011-12-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102564661A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李曉延;鄧云華;李慶慶
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01L1/25
• 分類(lèi)號(hào): G01L1/25
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 樓艮基

1.鈦合金表面最大應(yīng)力和表層應(yīng)力梯度的計(jì)算機(jī)測(cè)算方法，其特征在于，具體步驟如下：

步驟(1)X射線應(yīng)力測(cè)試

初始化與X射線應(yīng)力儀配套的計(jì)算機(jī)，然后選擇被測(cè)材料3組不同的表面法線與衍射晶面法線的夾角ψ，3組ψ角中最大角度值分別記為ψ₁、ψ₂和ψ₃，ψ₁、ψ₂和ψ₃互相間差值≥5°，在試樣的測(cè)試方向x方向和與x方向垂直的y方向，使用X射線應(yīng)力儀按照選定的每組ψ角進(jìn)行5次應(yīng)力測(cè)試，求5次測(cè)試應(yīng)力結(jié)果的平均值作為每組ψ角下的應(yīng)力測(cè)試結(jié)果，x方向3組不同的ψ角應(yīng)力測(cè)試結(jié)果分別記為：σ_x1、σ_x2和σ_x3，y方向3組不同的ψ角應(yīng)力測(cè)試結(jié)果分別記為：σ_y1、σ_y2和σ_y3；

步驟(2)按以下步驟計(jì)算出x方向表面最大應(yīng)力值σ_x0、x方向應(yīng)力沿深度的應(yīng)力梯度A_x、y方向表面最大應(yīng)力值σ_y0和y方向應(yīng)力沿深度的應(yīng)力梯度A_y

步驟(2.1)按下式計(jì)算兩個(gè)由測(cè)試參數(shù)和被測(cè)材料確定的系數(shù)a和b，3組不同的ψ角對(duì)應(yīng)的a和b分別記為：a₁、a₂、a₃和b₁、b₂、b₃，

a=∂[(1+vEsin2ψ-vE)·0.418τ]∂sin2ψ·E1+v]]>b=-0.418·∂τ∂sin2ψ·vE·E1+v]]>

式中：ψ是試樣表面法線與衍射晶面法線的夾角，v衍射晶面泊松比，E衍射晶面彈性模量，τ是X射線的透射深度，對(duì)不同的X射線衍射幾何條件，τ值不同，

Ω-衍射幾何：τ=sin2θ-sin2ψ2μsinθcosψ]]>

ψ-衍射幾何：τ=sinθcosψ2μ]]>

式中：μ為X射線線吸收系數(shù)，θ為衍射角，ψ是試樣表面法線與衍射晶面的夾角，

步驟(2.2)利用關(guān)系式σ_x＝σ_x0+a·A_x+b·A_y，建立由步驟(1)中選擇的3組ψ角所確定的如下方程組：

σx1=σx0+a1·Ax+b1·Ayσx2=σx0+a2·Ax+b2·Ayσx3=σx0+a3·Ax+b3·Ay,]]>

步驟(2.3)鈦合金材料X射線應(yīng)力測(cè)試中步驟(1)中選擇的3組ψ角所確定的系數(shù)b值的變化范圍小于0.0383時(shí)，將b看作定值，進(jìn)而將b與A_y的乘積C₁看作定值，步驟(2.2)中方程組改寫(xiě)為下式：

σx1=σx0+a1·Ax+C1σx2=σx0+a2·Ax+C1σx3=σx0+a3·Ax+C1,]]>

方程組是σ_x與a的線性方程組，σ_x0與C₁之和是與線性無(wú)關(guān)的量，方程組求解出A_x最小二乘解，

步驟(2.4)利用關(guān)系式σ_y＝σ_y0+a·A_y+b·A_x，建立由步驟(1)中選擇的3組ψ角所確定的如下方程組：

σy1=σy0+a1·Ay+b1·Axσy2=σy0+a2·Ay+b2·Axσy3=σy0+a3·Ay+b3·Ax,]]>

步驟(2.5)鈦合金材料X射線應(yīng)力測(cè)試中步驟(1)中選擇的不同組ψ角所確定的系數(shù)b的變化范圍小于0.0383時(shí)，將b看作定值，進(jìn)而將b與A_x的乘積C₂看作定值，步驟(2.4)中方程組改寫(xiě)為下式：

σy1=σy0+a1·Ay+C2σy2=σy0+a2·Ay+C2σy3=σy0+a3·Ay+C2,]]>

方程組是σ_y與a的線性方程組，σ_y0與C₂之和是與線性無(wú)關(guān)的量，方程組求解出A_y最小二乘解，

步驟(2.6)將A_x和A_y代入步驟(2.2)中建立的方程組中，求解出方程組中所包含的3個(gè)方程式的x方向表面最大應(yīng)力解析值，取3個(gè)方程式計(jì)算的表面最大應(yīng)力解析值的平均值為x方向的表面最大應(yīng)力σ_x0，

步驟(2.7)將A_x和A_y代入步驟(2.4)中建立的方程組中，求解出方程組中所包含的3個(gè)方程式的y方向表面最大應(yīng)力解析值，取3個(gè)方程式計(jì)算的表面最大應(yīng)力解析值的平均值為y方向的表面最大應(yīng)力σ_y0。