[發明專利]一種測定盲孔法殘余應力測試系統精度的方法

無效

• 申請號: 201210051629.X
• 申請日: 2012-03-01
• 公開（公告）號: CN102608169A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 譚洪鋒;王萍;楊雷;劉衛平;周曉偉
• 申請（專利權）人: 首鋼總公司
• 主分類號: G01N27/04
• 分類號: G01N27/04;G01L5/00
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

技術領域

本發明屬于精度測定技術領域，特別涉及一種測定盲孔法殘余應力測試系統精度的方法。

背景技術

熱軋板卷在開平定尺后，經常出現的“弓背”、“瓢曲”現象。其原因主要是在開平過程中板料上下表面(板卷外內表面)塑性變形的不均而導入殘余應力引起的。太大的殘余應力及其不合理分布將導致鋼板在用戶處機械/火焰切割后鋼板的翹曲或扭曲而無法使用。通過盲孔法測試及分析開平前后卷板的殘余應力的分布規律，可為不同鋼種不同規格不同工藝的熱軋卷板制定較為完善的開平工藝提供直接的數據支持。

但是，對于盲孔法測試殘余應力，由于其影響因素比較多，貼片的質量、鉆孔的偏心度、附加應變等都對測試結果有影響，特別是采用電鉆進行鉆孔時，在鉆孔過程中產生的附加應變、鉆孔偏心等影響因素對測試結果的影響非常大，而高速氣鉆相對電鉆打孔來說，精度高很多，但同樣無法得知其測量的準確性。

目前國際上尚無明確的標準和方法來驗證盲孔法殘余應力測試系統的精度，中國船舶行業標準CB?3395和美國材料實驗協會標準ASTM?E?837為減少實驗誤差，對鉆孔偏心和孔邊塑性變形在一定范圍內有具體的修正方法，但對整個盲孔法殘余應力測試系統的精度如何來評定未作說明。本發明針對盲孔法殘余應力試驗之前測試系統精度的校準，提出一種測定盲孔法殘余應力測試系統精度的方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種測定盲孔法殘余應力測試系統精度的方法。在一定的經驗值以內，可認為該測試系統的精度較高，可直接進行實際試樣板測試。測試系統精度超過一定的經驗值，則認為測試系統的誤差偏大，先對相關影響因素進行調整和修正，誤差小于經驗值之后再進行實際試樣板測試。

本發明具體工藝步驟如下：

(1)試樣板取樣：選擇一塊材質與厚度同實際測試板一致的試樣板，平面尺寸不小于150mm×150mm，以能放入熱處理爐為準。

(2)去應力退火：將試樣板放入熱處理爐，隨爐加熱到試樣板材料共析溫度(Ac1)以下50-150℃，保溫時間1-3h，隨爐冷卻至室溫。

(3)試樣表面制備及應變片的粘貼：在退火板上選擇3-10個測試點，對測試點位置表面進行打磨和清洗，然后在測點位置粘貼應變片，并固化6個小時以上。粘貼應變片時，應變片間距大于15D₀，其中D₀為鉆孔裝置的鉆頭直徑。

(4)數據線的鏈接：用電烙鐵將導線與應變片引線焊接在接線端子上，然后將導線連接到應變記錄儀上。

(5)試驗參數設置：根據試驗要求，在應變記錄儀上進行參數設置，包括通道選擇、電橋選擇、靈敏系數(K)的輸入、調零、進入試驗記錄狀態。

(6)鉆孔：將鉆孔裝置固定在試樣板上，并對準應變片中心位置進行打孔，孔的深度與直徑的比值控制在1.0-1.2之間。

(7)數據的采集：試驗中釋放的應變值通過應變記錄儀記錄下來。

(8)數據的處理：根據中國船舶行業標準CB?3395中的相關公式(1)-(5)計算出殘余應力。

(9)精度的確定：將退火板的殘余應力視為零，則對該退火板進行殘余應力測試得到的最大零值誤差即為該批次測試系統的精度。

本發明的優點在于：

(1)使用退火板作為測試材料，取材方便、熱處理簡單，去應力退火后測試板的殘余應力很小，近視為零，可靠性高。

(2)以退火板殘余應力測試的最大零值誤差作為系統精度，能夠定量反映盲孔法殘余應力測試系統的精度。為熱軋高強度鋼板開平前后殘余應力測試提供精確穩定的系統精度，為精確測試高強板殘余應力提供直接的數據支持，使高強鋼板由于矯直過程導入的殘余應力及其不合理分布導致鋼板在用戶處機械/火焰切割后鋼板的翹曲或扭曲而無法使用的情況得到明顯改善。

附圖說明

圖1為退火板取樣及在退火板上選擇測試點的示意圖。

圖2為應變片的示意圖。其中，R1、R2、R3為應變片上三組應變柵。

圖3測試過程的流程示意圖。

圖4對退火板測試得到的殘余應力分布圖。其中，σ_x表示軋制方向殘余應力的大小，σ_y表示寬度方向殘余應力的大小。

具體實施方式

實施例1

一種測定盲孔法殘余應力測試系統精度的方法，其包含以下步驟：

1)試樣板取樣：取一塊厚度為8mm，尺寸為400mm×200mm的某高強鋼板。