[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

本發明提供一種基于柱平面壓入技術的殘余應力測試方法，屬于殘余應力技術領域，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Psubgt;0/subgt;│subgt;h＝0.2D/subgt;；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Psubgt;R/subgt;│subgt;h＝0.2D/subgt;，并計算其與無殘余應力試樣h＝0.2D對應的載荷值Psubgt;0/subgt;│subgt;h＝0.2D/subgt;的相對變化值(Psubgt;R/subgt;│subgt;h＝0.2D/subgt;?Psubgt;0/subgt;│subgt;h＝0.2D/subgt;)/Psubgt;0/subgt;│subgt;h＝0.2D/subgt;；步驟3：將材料力學性能參數和載荷相對差值(Psubgt;R/subgt;│subgt;h＝0.2D/subgt;?Psubgt;0/subgt;│subgt;h＝0.2D/subgt;)/Psubgt;0/subgt;│subgt;h＝0.2D/subgt;代入式(1)，計算被測材料的殘余應力σsubgt;R/subgt;，正值表示拉向殘余應力，負值表示壓向殘余應力；式中，σsubgt;y/subgt;和εsubgt;y/subgt;分別為名義屈服強度和屈服應變，且σsubgt;y0/subgt;＝Eεsubgt;y0/subgt;，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、asubgt;i/subgt;(i＝0,1,2)、bsubgt;i/subgt;(i＝0,1,2)和csubgt;i/subgt;(i＝0,1)為模型常數。

技術領域

本發明涉及殘余應力技術領域，具體涉及一種基于柱平面壓入技術的殘余應力測試方法。

背景技術

工程構件制造、服役過程中，受到熱應力、相變應力和收縮應力等因素的作用和影響，不可避免產生殘余應力，對結構或構件的服役性能(疲勞強度、抗脆斷能力、抗應力腐蝕開裂和高溫蠕變開裂的能力)、結構剛度和穩定性產生影響，因此，發展可靠的殘余應力測試方法，準確測試出關鍵部件的殘余應力狀態和大小，對及時評估其服役性能和確保服役安全尤為重要。與傳統有損殘余應力檢測法(鉆孔法、環芯法、切槽法和逐層銑削法等)相比，壓入試驗方法因其具有微損、微區域化等優勢受到廣泛關注，具有較好的應用前景。

目前，基于壓入技術的殘余應力檢測方法，根據壓頭的幾何形狀有錐形壓入法、球形壓入法。已有的錐形壓入法常將不可直接測量的壓入接觸面積作為殘余應力分析參量，影響其測試精度；而已有的球形壓入法主要依賴于經驗觀察法，缺乏理論支撐，尚不便于工程實際應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于柱平面壓入技術的殘余應力測試方法，解決現有技術中錐形壓入法測試精度低、球形壓入法缺乏理論支撐，尚不便于工程實際應用等技術問題。

本發明公開了一種基于柱平面壓入技術的殘余應力測試方法，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；