[發(fā)明專利]殘余應(yīng)力測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201480060674.9
• 申請(qǐng)日: 2014-11-06
• 公開（公告）號(hào): CN105705925B
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 山田真理子;沖田圭介;村上賢治;宮川正寬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社神戶制鋼所
• 主分類號(hào): G01L1/00
• 分類號(hào): G01L1/00
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司11021
• 代理人: 海坤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種殘余應(yīng)力測(cè)量方法。

背景技術(shù)

要求準(zhǔn)確地測(cè)量結(jié)構(gòu)物的內(nèi)部的殘余應(yīng)力。這是因?yàn)椋摎堄鄳?yīng)力影響該結(jié)構(gòu)物的強(qiáng)度以及壽命。成為殘余應(yīng)力的發(fā)生源的熱應(yīng)變、塑性應(yīng)變等應(yīng)變被稱為固有應(yīng)變，提倡根據(jù)該固有應(yīng)變計(jì)算出殘余應(yīng)力的固有應(yīng)變法。固有應(yīng)變法包含：測(cè)量因殘余應(yīng)力被釋放而產(chǎn)生的釋放應(yīng)變(彈性應(yīng)變)的步驟；通過使用有限元法的反分析，根據(jù)所測(cè)量的釋放應(yīng)變導(dǎo)出固有應(yīng)變的分布的步驟；以及通過使用有限元法的正分析計(jì)算出殘余應(yīng)力的分布的步驟。

例如，作為基于所述固有應(yīng)變法測(cè)量軸狀部件的殘余應(yīng)力的方法，已知有使用將結(jié)構(gòu)物沿軸向切斷的測(cè)量片(T片)和沿垂直于該T片的切斷方向的方向切斷的測(cè)量片(L片)的T-L法。具體而言，提倡包含：分別對(duì)所述T片和所述L片測(cè)量釋放應(yīng)變的步驟；在圓筒坐標(biāo)上的模型，使用有限元法由所述釋放應(yīng)變導(dǎo)出固有應(yīng)變的步驟；以及計(jì)算出殘余應(yīng)力的步驟的方法(參照日本專利公開公報(bào)特開2005-181172號(hào)、“利用固有應(yīng)變法的焊接殘余應(yīng)力的測(cè)量”等)。

固有應(yīng)變法在其原理上并不一定需要直接測(cè)量想要測(cè)量的部位的釋放應(yīng)變。但是，釋放應(yīng)變的測(cè)量伴隨誤差，因此，測(cè)量在初期狀態(tài)下殘余應(yīng)力更高的位置的釋放應(yīng)變，才可提高殘余應(yīng)力的預(yù)測(cè)精度。因此，優(yōu)選在殘余應(yīng)力的梯度陡峭的部分設(shè)定更多的測(cè)量點(diǎn)。但是，縮小切斷對(duì)象體的間隔在物理上有極限，如果適用以往的TL法，有時(shí)殘余應(yīng)力的梯度陡峭的部分包含在一個(gè)切斷片中。因此，根據(jù)結(jié)構(gòu)物的形狀，有時(shí)殘余應(yīng)力的算出精度會(huì)不充分。

尤其，在測(cè)量具備圓柱狀的軸部和比該軸部的外周面更向徑向外側(cè)突出的板狀部(凸緣)、且設(shè)有用于緩和應(yīng)力集中于連接軸部和板狀部的部分的圓角面的結(jié)構(gòu)物的殘余應(yīng)力的情況下，上述問題可能會(huì)變得顯著。具體而言，在此種結(jié)構(gòu)物中，所述圓角面成為最弱部位的可能性高，為了使最弱部位的圓角面高強(qiáng)度化，有時(shí)適用表面處理技術(shù)。在如此適用表面處理技術(shù)的圓角面附近集中分布?xì)堄鄳?yīng)力。然而，在使用基于以往的T-L法的圓筒坐標(biāo)模型的分析中，圓角面整體會(huì)包含在一個(gè)L片中，發(fā)生不能以充分的精度分析圓角面附近的局部性的殘余應(yīng)力分布的問題。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利公開公報(bào)特開2005-181172號(hào)

非專利文獻(xiàn)

非專利文獻(xiàn)1：中長(zhǎng)啓治、他5名「固有歪法による溶接殘留応力の測(cè)定」、溶接學(xué)會(huì)論文集、平成21年3月、第27巻、第1號(hào)、P.104－113(中長(zhǎng)啟治、另5名“利用固有應(yīng)變法的焊接殘余應(yīng)力的測(cè)量”，焊接學(xué)會(huì)論文集，2009年3月，第27卷，第1號(hào)，P.104-113)

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種殘余應(yīng)力測(cè)量方法，能夠高精度地測(cè)量具有圓柱狀的軸部和從該軸部向徑向突出的板狀部、且在連接所述軸部和所述板狀部的部分設(shè)有圓角面的對(duì)象體的該圓角面附近的殘余應(yīng)力的分布。

該方法用于測(cè)量對(duì)象體的殘余應(yīng)力，所述對(duì)象體具有：圓柱狀的軸部；和比該軸部的外周面在整周上向徑向外側(cè)突出的板狀部，其中，在連接所述軸部與所述板狀部的部分設(shè)有圓角面，所述殘余應(yīng)力測(cè)量方法包含反復(fù)進(jìn)行測(cè)量循環(huán)，所述測(cè)量循環(huán)包含：切削所述對(duì)象體而形成新的切削面的步驟，其中，所述新的切削面是與所述軸部的中心軸同心的圓錐面或圓筒面，所述圓錐面或圓筒面在反復(fù)進(jìn)行的所述測(cè)量循環(huán)中通過不變的基準(zhǔn)位置；以及測(cè)量所述切削面上的多個(gè)部位的殘余應(yīng)力的步驟。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的殘余應(yīng)力測(cè)量方法的流程的流程圖。

圖2是表示通過圖1的殘余應(yīng)力測(cè)量方法測(cè)量殘余應(yīng)力的軸狀部件的剖視圖。

圖3是從所述軸狀部件切出的對(duì)象體的剖視圖，是表示在圖1所示的逐次切削釋放應(yīng)變測(cè)量步驟依次形成的切削面的圖。

圖4是表示圖1所示的逐次切削釋放應(yīng)變測(cè)量步驟的詳細(xì)的流程的流程圖。

圖5A是表示圖4所示的基準(zhǔn)位置決定步驟決定的基準(zhǔn)位置的第一例的剖視圖。

圖5B是表示圖4所示的基準(zhǔn)位置決定步驟決定的基準(zhǔn)位置的第二例的剖視圖。

圖5C是表示圖4所示的基準(zhǔn)位置決定步驟決定的基準(zhǔn)位置的第三例的剖視圖。

圖6是表示在圖4所示的應(yīng)變計(jì)粘貼固定步驟被粘貼固定應(yīng)變計(jì)的對(duì)象體的例子的立體圖。

圖7是表示在圖4的鄰接槽形成步驟被形成鄰接槽的對(duì)象體的例子的立體圖。

圖8是表示圖4所示的鄰接槽形成步驟的鄰接槽的形成例子的對(duì)象體的剖視圖。