[發明專利]一種基于儀器化壓入技術的殘余應力檢測方法

無效

• 申請號: 201410460374.1
• 申請日: 2014-09-11
• 公開（公告）號: CN104198313A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 彭光健;逯智科;張泰華
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G01N3/42
• 分類號: G01N3/42;G01L1/00
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

技術領域

本發明涉及一種殘余應力的檢測方法，尤其是一種基于儀器化壓入技術檢測材料表面殘余應力的方法?

背景技術

工程材料中，殘余應力的存在會改變其服役應力環境，造成意外失效，因此，殘余應力的檢測成為當前工程應用領域備受關注的力學問題。檢測殘余應力的傳統方法大致可分為兩類：機械檢測法和物理檢測法。機械檢測法采用機械方式局部分割試件以釋放殘余應力，通過測定分割前后的變形，基于彈性力學理論確定殘余應力。該類方法具有破壞性，其在工業應用中受到限制。物理檢測法基于材料的物理指標受應力影響而變化的特性，通過測量材料物理參數的變化確定殘余應力。該類方法通常無需分割試件，即可確定殘余應力，屬無損測試；其中以X射線衍射法應用最廣，但主要適用于晶體材料。與上述兩類方法相比，儀器化壓入檢測法是一種微尺度(約幾十納米至幾十微米)的材料表面殘余應力檢測方法，適用于微小試樣和微損檢測，結合便攜式壓入儀可實現在線原位檢測，具有較好的應用前景。?

目前的儀器化壓入檢測法，根據壓頭的幾何形狀(圓錐、棱錐和球形)，可以分為兩類：錐形壓入法和球形壓入法。錐形壓入法因分析表達式過多，需通過迭代求解才能確定材料參數和殘余應力，導致求解結果的不收斂或求得的殘余應力誤差較大。球形壓入法主要依賴于經驗觀察，缺乏機理性研究，尚不便實際應用。?

發明內容

為了克服已有儀器化壓入殘余應力檢測方法的準確性較低、可靠性較差的不足，本發明提供一種準確性較高、可靠性良好的基于儀器化壓入技術的殘余應力檢測方法。?

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：?

一種基于儀器化壓入技術的殘余應力檢測方法，所述檢測方法包括以下步驟：?

1)通過單軸拉伸或壓入試驗預先獲得被測材料的力學參數：彈性模量E、屈服強度σ_y、屈服應變ε_y和冪硬化指數n；?

2)采用壓頭對有殘余應力試樣和無殘余應力試樣分別進行壓入試驗，獲取壓入載荷-深度(F-h)曲線，其中，無殘余應力試樣作為參考樣品，其材料與有殘余應力試樣的材料相同；?

3)利用F＝Ch²，分別擬合有殘余應力和無殘余應力試樣的壓入載荷-深度(F-h)曲線的加載段，獲得有殘余應力試樣的加載曲率C和無殘余應力試樣的加載曲率C₀；?

4)選取相對加載曲率(C-C₀)/C₀作為分析參量，通過量綱分析和數值模擬，建立所述分析參量與殘余應力σ^R之間關系式：?