[發明專利]一種基于柱平面壓入技術的殘余應力測試方法

在審

• 申請號: 202310286962.7
• 申請日: 2023-03-22
• 公開（公告）號: CN116147818A
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 蔡力勛;韓光照
• 申請（專利權）人: 成都微力特斯科技有限公司
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00;G01N3/08
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 劉磊

1.一種基于柱平面壓入技術的殘余應力測試方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：計算被測材料在無殘余應力狀態下的柱平面壓入試驗位移h＝0.2D對應的載荷值P₀│_h＝0.2D；

步驟2：獲得有殘余應力試樣在壓入深度h/D＝0.2處對應的載荷P_R│_h＝0.2D，并計算其與無殘余應力試樣h＝0.2D對應的載荷值P₀│_h＝0.2D的相對變化值(P_R│_h＝0.2D-P₀│_h＝0.2D)/P₀│_h＝0.2D；

步驟3：將材料力學性能參數和載荷相對差值(P_R│_h＝0.2D-P₀│_h＝0.2D)/P₀│_h＝0.2D代入式(1)，計算被測材料的殘余應力σ_R，正值表示拉向殘余應力，負值表示壓向殘余應力。

式中，σ_y和ε_y分別為名義屈服強度和屈服應變，且σ_y0＝Eε_y0，E為材料彈性模量，n為應變硬化指數，D為平面壓頭直徑，α、a_i(i＝0,1,2)、b_i(i＝0,1,2)和c_i(i＝0,1)為模型常數。

2.根據權利要求1所述的一種基于柱平面壓入技術的殘余應力測試方法，其特征在于：所述材料力學性能參數采用平面壓入技術獲取。

3.根據權利要求1所述的一種基于柱平面壓入技術的殘余應力測試方法，其特征在于：所述材料力學性能參數采用標準單軸拉伸試驗獲取。

4.根據權利要求1所述的一種基于柱平面壓入技術的殘余應力測試方法，其特征在于：所述被測材料無殘余應力狀態下的柱平面壓入彈塑性階段載荷-位移曲線滿足良好冪律，即

式中，k₁～k₄和d_ij(i＝0,1,2；j＝0,1)為模型常數，C和m分別為加載系數和加載指數。

5.根據權利要求4所述的一種基于柱平面壓入技術的殘余應力測試方法，其特征在于：將h＝0.2D和材料力學性能參數代入式(2)中，計算獲得P₀│_h＝0.2D。

6.根據權利要求1所述的一種基于柱平面壓入技術的殘余應力測試方法，其特征在于：獲得有殘余應力試樣壓入載荷-位移曲線P_R～h_R。

7.根據權利要求6所述的一種基于柱平面壓入技術的殘余應力測試方法，其特征在于：通過所述載荷-位移曲線P_R～h_R，得到P_R│_h＝0.2D。

8.根據權利要求6所述的一種基于柱平面壓入技術的殘余應力測試方法，其特征在于：所述壓入載荷-位移曲線P_R～h_R采用柱平面壓頭對相同材料的殘余應力試樣進行壓入試驗獲得。

9.根據權利要求8所述的一種基于柱平面壓入技術的殘余應力測試方法，其特征在于：所述壓入試驗中壓入深度為柱平面壓頭直徑D的0.2倍。

10.根據權利要求1-9任一項所述的一種基于柱平面壓入技術的殘余應力測試方法的應用，其特征在于：用于航空航天、核電或油氣運輸領域服役結構殘余應力的獲取。