[發(fā)明專(zhuān)利]板材制品殘余應(yīng)力的測(cè)試方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410856012.4
• 申請(qǐng)日: 2014-12-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104535226A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁士鵬;丁士超
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 丁士鵬;丁士超
• 主分類(lèi)號(hào): G01L1/00
• 分類(lèi)號(hào): G01L1/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及了一種長(zhǎng)直的冷彎成型板材制品應(yīng)力檢測(cè)的方法，特別是板材制品在成型后殘余應(yīng)力的測(cè)試方法。

背景技術(shù)

板材制品在冷彎成型生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)發(fā)生拉伸和彎曲，由于部分材料發(fā)生了塑性變形，在其表面和內(nèi)部會(huì)保留有一定的殘余應(yīng)力。但是目前的殘余應(yīng)力測(cè)試只有效地檢測(cè)冷彎成型板材制品的平均拉應(yīng)力和彎曲應(yīng)力，基本上不檢測(cè)其沿著厚度方向的殘余應(yīng)力分布，或者使用化學(xué)腐蝕的方法將材料一層層扒除來(lái)檢測(cè)板材內(nèi)部沿板材厚度方向的縱長(zhǎng)殘余應(yīng)力，但是這種方法費(fèi)時(shí)、費(fèi)力又有一定的危險(xiǎn)性，而且測(cè)量精度不夠精確。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)的發(fā)明目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，而提供一種可以沿著板材制品的厚度方向上各層面來(lái)檢測(cè)出板材制品殘余應(yīng)力的測(cè)試方法。

為了完成本申請(qǐng)的發(fā)明目的，本申請(qǐng)采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明的一種板材制品殘余應(yīng)力的測(cè)試方法，它包括以下步驟：

1)在被測(cè)點(diǎn)處沿測(cè)試方向粘貼應(yīng)變?cè)瑴y(cè)試并記錄被測(cè)點(diǎn)處的初始應(yīng)變值ε₀；

2)將含有應(yīng)變?cè)陌宀闹破费販y(cè)試方向用低附加應(yīng)力的切割方法切割成矩形長(zhǎng)條狀試樣，矩形長(zhǎng)條狀試樣長(zhǎng)度大于矩形長(zhǎng)條狀試樣寬度的5倍，測(cè)試并記錄被切割成矩形長(zhǎng)條狀試樣的應(yīng)變值ε₁，計(jì)算出σ₁＝E(ε₁-ε₀)；

3)將矩形長(zhǎng)條狀試樣置于一平面裝置上并使其復(fù)平，測(cè)試并記錄被切割成矩形長(zhǎng)條狀試樣的應(yīng)變值ε_拉伸，根據(jù)公式計(jì)算出σ_拉伸＝E(ε_拉伸-ε₀)，σ_彎曲＝σ₁-σ_拉伸，以被切割成矩形長(zhǎng)條狀試樣的厚度的一半的位置為坐標(biāo)軸線，畫(huà)出σ_拉伸和σ_彎曲沿矩形長(zhǎng)條狀試樣厚度的應(yīng)力分布圖；

其中：

4)將上述矩形長(zhǎng)條狀試樣上的應(yīng)變?cè)蕹⑶覍⑵淝谐蓛啥蜗嗤木匦巫釉嚇樱缓蠓謩e將它們的上表面或下表面復(fù)平并牢固地固定于一平面裝置上，用低附加殘余應(yīng)力的精密切割方法將矩形子試樣沿長(zhǎng)度方向切割成楔形或切割成數(shù)個(gè)臺(tái)階，累計(jì)切掉的厚度至矩形子試樣總厚度的1/2，臺(tái)階間厚度差小于矩形子試樣厚度的1/10；

5)將一段矩形子試樣放在自由狀態(tài)下，測(cè)量其上各點(diǎn)的曲率或各臺(tái)階的平均曲率，并計(jì)算出相鄰點(diǎn)或相鄰臺(tái)階相應(yīng)的曲率變化Δκ，根據(jù)公式計(jì)算出相鄰點(diǎn)由于材料的移除而相應(yīng)移除的相應(yīng)層面的板材內(nèi)部殘余應(yīng)力：

式中σ_R為相鄰點(diǎn)處或相鄰臺(tái)階處的相應(yīng)層面的內(nèi)部殘余應(yīng)力，E為板材的楊氏彈性模量，t為所處點(diǎn)或所處臺(tái)階的矩形子試樣的厚度，Δt為相鄰點(diǎn)或相鄰臺(tái)階高度差，而Δκ為相鄰點(diǎn)或相鄰臺(tái)階的曲率之差；

6)以上述未被切割成矩形子試樣的厚度的一半為坐標(biāo)軸線，沿厚度方向繪制出各點(diǎn)的內(nèi)部殘余應(yīng)力，然后將σ_拉伸、σ_彎曲和σ_R相疊加，得到矩形子試樣0.5t～t厚度范圍內(nèi)的殘余應(yīng)力分布；

7)將另一段矩形子試樣放在自由狀態(tài)下，重復(fù)步驟5)，以該未被切割成矩形子試樣的厚度的一半為坐標(biāo)軸線，沿厚度方向繪制出各點(diǎn)的內(nèi)部殘余應(yīng)力，然后將σ_拉伸、σ_彎曲和σ_R相疊加，得到矩形子試樣0～0.5t厚度范圍內(nèi)的殘余應(yīng)力分布；

8)將0～0.5t和0.5t～t厚度范圍的殘余應(yīng)力分布圖合并，繪制出殘余應(yīng)力分布，則獲得沿厚度方向的殘余應(yīng)力分布圖。

本發(fā)明一種板材制品殘余應(yīng)力的測(cè)試方法，它包括以下步驟：

1)在被測(cè)點(diǎn)處沿測(cè)試方向粘貼應(yīng)變?cè)瑴y(cè)試并記錄被測(cè)點(diǎn)處的初始應(yīng)變值ε₀；

2)將含有應(yīng)變?cè)陌宀闹破费販y(cè)試方向用低附加應(yīng)力的切割方法切割成矩形長(zhǎng)條狀試樣，矩形長(zhǎng)條狀試樣長(zhǎng)度大于矩形長(zhǎng)條狀試樣寬度的5倍，測(cè)試并記錄被切割成矩形長(zhǎng)條狀試樣的應(yīng)變值ε₁，計(jì)算出σ₁＝E(ε₁-ε₀)；