[發明專利]一種X射線應力儀的全量程校準方法

有效

• 申請號: 202010400973.X
• 申請日: 2020-05-13
• 公開（公告）號: CN111537127B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 楊艷慧;劉東;王建國
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00;G01L1/25;G01L25/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 張琳麗

本發明公開了一種X射線應力儀的全量程校準方法，采用本發明的方法，通過對等強梁預置可在全量程范圍內變化的應力，采用非接觸式位移視頻測量系統精確測量等強梁實際撓度值，進而計算得到等強梁的理論應力值，將等強梁的理論應力值與X射線應力儀測量的等強梁的測量應力值進行比較，得到待校準X射線應力儀測量應力值的示值誤差，重復上述步驟，可實現全量程范圍的校準。

技術領域

本發明涉及殘余應力測量技術領域，特別是涉及一種X射線應力儀的全量程校準方法。

背景技術

材料在加工制造過程中往往會在工件內部形成一定程度的殘余應力，殘余應力的存在將對工件或工程結構的安全可靠性產生巨大的影響。X射線應力儀可實現對工件的殘余應力的無損測試，然而在實際應用中，往往未經過精確的校準過程，影響著其測試精度與量值溯源等。

針對測量殘余應力的X射線應力儀的校準，現有的校準方法存在以下問題：

1.可校準應力數值固定或僅能在較小范圍內變化，無法獲得較大的應力數值，實現全量程范圍的校準。

2.應力在校準裝置中普遍分布不均，校準位置的選擇對校準質量存在影響。同時，預置內應力的計算與測量普遍精度不高，難以實現高精度的校準。

發明內容

本發明的目的是提供一種X射線應力儀的全量程校準方法，以解決上述現有技術存在的問題，實現X射線應力儀的精準校準及全量程校準。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

本發明提供了一種X射線應力儀的全量程校準方法，包括以下步驟：

步驟一：根據待校準X射線應力儀需測試材料確定校準所用的等強梁的材質及所述等強梁的校準量程；

步驟二：根據所述等強梁的校準量程中的一待校準應力值確定相應的所述等強梁的理論撓度值；

步驟三：通過基于撓度法的應力測量裝置對所述等強梁進行加載至所述理論撓度值，并通過非接觸式位移視頻測量系統測量所述等強梁的實際加載撓度值；

步驟四：根據所述等強梁的實際加載撓度值計算所述等強梁的理論應力值；

步驟五：采用所述待校準X射線應力儀測量所述等強梁的應力值，得到測量應力值；

步驟六：通過所述等強梁理論應力值與所述測量應力值得到所述待校準X射線應力儀測量應力值的示值誤差，并判斷所述示值誤差是否在預期允差范圍內；

步驟七：改變所述待校準應力值，重復步驟二至步驟六，直至完成所述待校準X射線應力儀的全量程校準。

優選的，所述等強梁的材質與所述需測試材料的材質相同。

優選的，所述等強梁的校準量程由所述等強梁的屈服極限σ_s與安全因子n_s確定，所述等強梁的許用應力為：

[σ]＝σ_s/n_s

即表示所述等強梁可校準的全量程的應力范圍為[－[σ]，+[σ]]，其中σ的數值向下取整，式中，σ_s為所述等強梁的屈服極限，由單向拉伸試驗獲得；n_s為安全因子，取值范圍為1.05-1.5。

優選的，所述等強梁的理論撓度值的計算公式為：

式中w_i表示待校準應力值為σ_i時對應的理論撓度值；h為等強梁的厚度，l為等強梁的長度，h和l由基于撓度法的應力測量裝置中的非接觸式位移視頻測量系統測得；E為所述等強梁的彈性模量，由單向拉伸試驗獲得。