X射線衍射法殘余應力測試

                                                                            上傳人:ail****e3 文檔編號:52565335 上傳時間:2022-02-08 格式:DOC 頁數:26 大?。?34KB
                                                                            收藏 版權申訴 舉報 下載
                                                                            X射線衍射法殘余應力測試_第1頁
                                                                            第1頁 / 共26頁
                                                                            X射線衍射法殘余應力測試_第2頁
                                                                            第2頁 / 共26頁
                                                                            X射線衍射法殘余應力測試_第3頁
                                                                            第3頁 / 共26頁
                                                                            資源描述:

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                                                                            1、目錄1. 概述 21.1 X 射線殘余應力測試技術和測量裝置的進展 2a測試技術的進展 3b測量裝置的進展 41.2 測試標準 52、測定原理及方法: 62.1 二維殘余應力 62.1.1原理 62.1.2方法 92.2 三維殘余應力 152.2.1 沿深度分布的應力測定一剝層法 16222 X射線積分法(RIM) 172.2.3 多波長法 203、X射線殘余應力測定法的優、缺點 214、一些應用 22參考文獻: 23X 射線衍射法殘余應力測試原理、計算公式、測試方法的優缺點、目前主要應用領域。1. 概述X 射線法是利用 X 射線入射到物質時的衍射現象測定殘余應力的方 法。包括 X 射線照相法

                                                                            2、、 X 射線衍射儀法和 X 射線應力儀法。1.1 X 射線殘余應力測試技術和測量裝置的進展早在 1936 年, Glocker 等就建立了關于 x 射線應力測定的理論。 但是當時由于使用照相法, 需要用標準物質粉末涂敷在被測試樣表面 以標定試樣至底片的距離, 當試樣經熱處理或加工硬化譜線比較漫散 時,標準譜線與待測譜線可能重疊,測量精度很低,因此,這種方法 未受到重視,直到二十世紀四十年代末還有人認為淬火鋼的應力測定 是不可能的。 只有在使用衍射儀后, X 射線應力測定才重新引起人們 的重視,并在生產中日漸獲得廣泛應用。美國 SAE 在巡回試樣測定 的基礎上,于 1960 年對 X 射線應力測

                                                                            3、定技術進行了全面的討論。日 本于 1961 年在材料學會下成立了 X 射線應力測定分會,并在 1973 年頒布了 X 射線應力測定標準方法。a測試技術的進展在二十世紀五十年代,X射線應力測定多采用0 45法(又稱兩 次曝光法),這種方法在d収與sin2有較好的線性關系時誤差不大, 但當試件由于各種原因,d?與sin2 偏離離直線關系時,0 45法 就會產生很大誤差。為了解決這個問題,德國E.Macherauch在1961年提出了 X射線應力測定的sin2法,使x射線應力測定的實際應用 向前邁進了一大步。與此同時,經典的聚焦法也被準聚焦法和平行光 束法所取代。其中,平行光束法允許試樣位置在一定范

                                                                            4、圍內變化,這 就為在生產現場應用 X射線應力測定技術創造了有利條件。該方法 的缺點是衍射線的強度低、分辨率差,對低強度而又較漫散的譜線, 測量精度不高。準聚焦法介于平行光束法和聚焦法之間,既有較高的 強度和分辨率,又有一定的試樣設置的寬容度,在衍射儀上用準聚焦 法測定應力時,試樣設置不當引起的誤差可以從ahkl與也 直線之si n日2斜率求得,所利用的關系為:衛二並匸色cos ,式中,.為試樣da0R sin 日表面對測角儀中心的偏離量,R為測角儀半徑,a為試樣的精確點陣 常數,ahkl為由各(hkl)面的測量值計算出的點陣常數。上述0 45 法和sin2法就是通常所稱的常規法(或稱同傾法),

                                                                            5、 這些測試方法在測定工件特殊部位(如齒輪根部、角焊縫處)的殘余應 力時往往比較困難。近年來發展起來的側傾法很好地解決了這一難題, 受到普遍重視。這種方法既可以選用高2B角、也可選用低2B角范圍 內的衍射線進行測定,同時衍射強度的吸收因子與側傾角無關,并 且不隨2 B角而變或隨2 B角只作很小變化,故線形不會因吸收而產生 畸變,能提高測量精度,因而獲得了廣泛應用??梢栽诟接袀葍A法機 構的應力儀上進行側傾法測量, 也可以利用側傾附件在普通衍射儀或 應力儀上進行這種測量。自 1976 年以來,日本在應用連續 X 射線測量應力方面也做了不 少嘗試。不同能量的 X 射線穿透材料的能力也不同,利用連續 X

                                                                            6、 射 線照射試樣,借助 X 射線能譜儀測定衍射線中具有不同能量的各種 成分的峰值位移,可以探知應力沿深度的分布。此外,利用不同波長 X 射線在工件內部穿透深度不同的特點, 從而獲得應力沿深度分布的多波長法近年來也得到了一定的應用。b測量裝置的進展理想的 X 射線應力測量裝置應兼有照相機應力測量頭的輕便、 衍射儀應力測量的精確和位敏探測器的高速度等特點。 早期的各種照 相法測應力的相機,因其測試手續麻煩,費時費工,因此未能得到充 分發展和廣泛使用。 二十世紀五十年代以后, X 射線衍射儀迅速發展 起來,應力測定工作就在衍射儀上進行。用 X 射線衍射儀測定殘余 應力時需要一定的特制附件,與相機比較

                                                                            7、,雖然手續有所簡化,數據 也相應準確了, 但只能用于試樣和小工件, 對中等和大型工件則無能 為力。而殘余應力的研究完全用試樣是無法解決許多生產實際問題, 所以用衍射儀測定殘余應力也有一定的局限性。為了解決這些問題, 日本學者做了大量的工作, 他們將衍射儀的索拉光欄改為平行光束光 欄,并對衍射儀的測角儀進行改進, 從而使其成為能滿足要求的專用 X 射線應力測定儀。目前, X 射線應力測量裝置正向設備輕便緊湊、測量快速、精確度高及用途多樣的方向發展。美國丹佛大學的D.Steffen和C.Rund研 制的應力儀具有一定的代表性,整臺儀器重僅135kg,而測角頭只有4.5kg,采用這種應力儀在鋁合金、

                                                                            8、不銹鋼和馬氏體鋼上進行的實測 證明,X射線數據累積所需的時間不超過一分鐘,最短只需15秒。美國西北大學的James和Cohen研制的PARS應力儀的測角頭(帶位 敏正比探測器)重約9kg。測角儀經改進后可用通電磁鐵固定,為大型構件,如球罐、管道等作現場測量。二十世紀九十年代初,美國 AST 公司開發的 X2001 型 X 射線應力分析儀采用獨特的測角儀設計,在 經過改進的幾何系統的入射線兩側對稱安裝了兩個位敏探測器,定 峰時采用互相關法, 保證了很高的準確性和重復性, 提高了測量精度 和測量速度,在幾秒鐘內就能完成一次測量,且總重量僅74kg。這種應力儀通過編程可以進行-45 +60的側傾,2

                                                                            9、 B角范圍達到 97.6169.40,并增加了 -180+180讀的旋轉,可以測定材料表面 的三維殘余應力及梯度。1.2 測試標準自1971年美國汽車工程師學會發布第一個 X射線衍射殘余應力 測定行業標準 SAE J784a-1971“Residential Stress Measurement by X-Ray Diffraction ”和1973年日本材料學會頒布第一個 X射線殘余應力測定國家標準 JSMS-SD-10-1973 “Standard Method for X-ray Stress Measurement 以”來,作為一種無損檢測技術, X 射線衍射法測定殘余 應力得到了越來

                                                                            10、越廣泛的應用, 技術手段也日益成熟。 為反映最新的 技術進步和成熟的測定方法,歐盟標準委員會(CEN)于2008年月4日 批 準 了 新 的 X 射 線 衍 射 殘 余 應 力 測 定 標 準 EN15305-2008“Non-destructive Testing: Test Method for Residual Stress Analysis by X-ray Diffraction ”該標準于 2009 年 2 月底在所有歐盟成員 國正式實施。相呼應的,美國試驗材料學會(ASTM)也于2010年7月 發 布 了 最 新 的 X 射 線 衍 射 殘 余 應 力 測 定 標 準 ASTM

                                                                            11、E915-2010“Standard Test Method for Verifying the Alignment of X-Ray Diffraction Instrumentation for Residual Stress Measuremen”t。2、測定原理及方法:2.1 二維殘余應力2.1.1 原理對無織構的多晶體金屬材料來說, 在單位體積中含有數量極大的、 取向任意的晶粒, 在無應力存在時, 各晶粒的同一 HKL 晶面族的晶 面間距都為d。假定有圖所示的、平行于試樣表面的拉應力 0?作用 于該多晶體時,顯而易見,與表面平行的HKL晶面(即 滬0的晶面) 的晶面間距,會因泊松比而

                                                                            12、縮小,而與應力方向垂直的同一 HKL 晶面(即 滬90的晶面)的晶面間距被拉長。在上述兩種取向之間的同一HKL晶面間距,將隨角的不同而不同。即是說,隨晶粒取向的 不同,將從0連續變到90,晶面間距的改變量 &將從某一負值連 續變到某一正值。這在宏觀上即表現出該多晶體在 (?的作用下將產 生一定的應變,且應力 a?越大,Ad的變化也越大。圖2艸與同一HKL晶面間距的關系Fig. 2 ThE dependence of the same HKL) interplaiw spacing on 甲E 2.2 %、q與主應力的關系Fig, 2.2 The dependence of principal

                                                                            13、(resss on q尹 碼對一般金屬材料,X射線的穿透深度很淺,僅10 am左右,它所記錄的僅僅是工件表面的應力。由于垂直于表面的應力分量為零,所 以它所處理的總是二維平面應力。測定這類應力的典型方法即 sin2 法。在圖22確定的坐標體系中,空間任一方向的正應力為2 2 2:-1- - : 2、:3是二.對應方向的方向余弦即:胡二sin- cos:-2 二sin- sin二3 = cos = 1 - si n2-同理,任一方向的正應變為:2 2 2- -1 亠二2 ;2 亠 ;3而描述主應力和主應變兩者關系的廣義 Hooke定律為:- (:2 ;3)1;22 -:-(二3)I1;3 =1

                                                                            14、匕3 _C2)式中,E、分別是材料的彈性模量和泊松比。注意到,故 實際測得的應力是圖2.2中的即被測工件(各向同性材料)的表面 應力。由Bragg定律2dsin 9=兄可以得出應變與衍射線角位移的關系,即:,嚴=d d * =_coq(n )dd0式中,do和9。分別為無應力時晶面(HKL)的面間距和 Bragg角0収和9?分別是有應力時法向位于(爐?)方向的(HKL)晶面的面間距和Bragg角;旬?是(嘰?)方向的應變,而和?分別為衍射晶面法線對選定坐標的旋轉角和傾斜角(見圖2.2)。因此,由上述五式經過變換即可得到:O =E2(1 )COtd0nc(2Q)180 :(sin2 - )令Ki

                                                                            15、n點(2B)啟如。而,M(S 貝:二式中Ki為應力常數;M為2 B對sin2的斜率。此即殘余應力測定的基本公式。2.1.2方法根據上述原理,用波長為兄的X射線先后數次以不同的入射角 0 照射試樣,測出相應的衍射角 2 0,求出2 0對sin2 的斜率,便可算 出應力外。完成上述測定,有 X射線照相法、X射線衍射儀法和X 射線應力儀法。照相法效率低、誤差大,尤其在衍射線條十分漫散時 更為突出,且一般只能測定小試樣的應力;衍射儀法和應力儀法是目 前主要的殘余應力測試方法,前者一般適用于小試樣的應力測定, 而 后者則大小試樣均適用,且更宜于現場測試,應用最為廣泛。 X射線照相法如圖2.3所示將一束經

                                                                            16、過光闌準直的單色X射線垂直投射到試樣 表面(試樣表面涂有標準物質粉末,以校正試樣與底片間的距離),采用背射針孔照相法,利用接近平行于試樣表面的晶面作為反射面得到 衍射線環。當試樣受到沿z方向的拉伸時(即試樣受單軸應力),這些 平行或接近平行于試樣表面的晶面間距將會縮小,由此可以測出垂直于試樣表面方向(y方向)的應變,如果do和di為這個反射晶面族在受Edi - doIv do到應力作用前后的晶面間距,則E d2 do (1+v)sin 屮 d0cos(90 -場R =R-D=Rcos艸(908)di - dodoDiffraction ring of standsrc materialDifD

                                                                            17、actig rin? of sample第2.3正X射線東背射照相法F組 2.3 Back reflecting phoiora.phic method with uprigh: X-ray beam這樣就可以求出在Z方向上的應力$yE d doCJz二一 EVV do對于二維應力,則還需在正X射線束背射照相之后,采用斜射X射線束背射照相法(見圖2.4),即X射線束以與試樣表面成班 的角度照射到試樣表面,此時,按圖2.2,有:d2 dodo式中,d及d2分別為斜射X射線束方向的晶面族(與正X射線照相所得衍射線環同一指數)受力作用前后的晶面間距,而0?,等于:Ed 2 一 d2(1 v)sin

                                                                            18、-di式中,di是正X射線束方向的晶面族受應力作用后的晶面間距。E2(1 v)sin 也式計算出diCP??梢?,采用兩次照相法,精確測定出di和d2,即可按FilmDifTractton rtng Qf sampleDEftratuon ring of standard mterial圖乙4斜K射線束背肘黒相法Fig. 2.4 Back reflectin呂 photographic method with tilted X-ray beam X射線衍射儀法如圖2.5(a)所示,根據多晶衍射儀的設計原理,參與衍射的晶面 始終平行于試樣表面。因此,當衍射儀在正常狀態工作時,試樣表面 法線和衍射晶

                                                                            19、面法線平行,此時 滬0。為了測出不同 值時同一 HKL面族的2B值,在X射線管和探測器位置不變的情況下,讓試樣表面法線轉動9角。但此時位于測角儀上的探測器己經不在聚焦圓上,如圖2.5(b)所示。因此必須將探測器沿衍射線移動距離D,可以證明:cos-(90 - V)R=R-D=Rcos卩-(99)式中,R為探測器移動后離試樣表面的距離。測定時,常使9=0 和9=45,即應用固定班法進行宏觀殘余測定圖王5衍射儀測定殘余應力的稟焦幾何 S屮=0(Zj)屮趙嚴Fig. 2.5 The focusing geometry of diffrajctometer to determine residual

                                                                            20、stresses(a)屮=0*(/?)屮占)* X射線應力儀法X射線應力儀的核心部分為測角儀,其上裝有可繞試樣轉動的X 射線管和探測器。通過改變9使X射線管轉動,以改變入射線的方向。目前,廣泛使用的測角儀有兩種,即Q測角儀和9測角儀,其衍射幾何分別見圖2.6(a)、(b)。(1)Q測角儀(常規法)Fig. 2.7 The dependence of2on Sin2 申Sin2 尹法是常規法中的經典方法,從 一.二KiM可以看出,只要 測出M即可計算出應力。為此,當以不同的角度入射時,測出相應的2 0,此時與2 B共面。用測定的2 B與sin2作圖,兩者應有圖 2.7所示的線性關系。求出直線的斜

                                                                            21、率M后,乘以已知的應力常數Ki,就能求出指定方向的應力0?。應該注意,角所在的平面與試樣 表面的交線,就是所測應力的方向。常選角為0、15、30和45,相應測出的2 0并非剛好位于一條直線上,此時可用最小二乘法進行數據處理。如果在選擇式中,K22抵 -2二。9角時只取0和45,就得到0 - 45法。此時 Ki 22sin (45 +)-sin (0 +口)K一.2、 2(2入-2亠5)sin (45) - sin=K2公sin 2(45-si n2,它二“0 一2%。且 K2 為正值, 故當A2 0為正值時,為正,即為拉應力;當 A2 0為負值時,為負,即為壓應力3團去6 n as儀和p測箱儀

                                                                            22、衍肘幾何Figure 2.6 Diflrction geometry of she 12-gonlaoieKf arxi the goniometer(a) P測驚僅6)屮測角咬(a) ZJ-goniameter (d) goniometer(2) 測角儀(側傾法)測角儀與Q測角儀有很大不同,從圖2.6(a)、(b)可以看出,在 Q測角儀中,和2 B角位于同一平面內,即試樣表面法線、衍射晶 面法線、入射線、衍射線和待測應力方向五者共面,而在測角儀中, 和2B角分別位于互相垂直的兩平面內,此時試樣表面法線、衍射 晶面法線、待測應力方向三者共面,而入射線、衍射線和衍射晶面法 線則位于另一平面。因此

                                                                            23、,為了測定ON方向的應力,必須測定法線位于NOZ平面內的晶面的2 0,此時入射線和衍射線都與 OL成(90角。為了在不同角進行測定,應傾轉T軸,即X射線管和探 測器同步側傾,應力計算公式仍為一 =KW。與Q測角儀相比,測 角儀彌補了 Q測角儀在較大入射角度上探測不到衍射信息的缺點, 可以在較大的傾角下進行測量,因此適合于測定工件特殊部位(如 齒輪根部、角焊縫處)的殘余應力。以上分析表明,X射線殘余應力常規測定方法僅適用于平面應力 狀態,只有在X射線穿透深度很小的情況下適用,即因為穿透深度 很淺,層內的應力沿深度均勻分布。因該層處于自由表面上,其法線 方向上的正應力為零,與表面平行的剪應力也為零

                                                                            24、。在這種情況下, 印?-s in2呈線性關系。但在實際測試中,常出現非線性現象,且應力 值也難以計算,這說明常規 X射線應力測試的一些基本假設條件已 不滿足。二十世紀七十年代初,人們發現在 X射線有效穿透深度內存在 較大應力梯度時,在+ 或7方向 卽-sin2 樹呈分裂形狀。作為權宜 之計的解決方法是采用高 部分進行線性擬合。七十年代末,Dolle 等指出,由于應力梯度效應,須在三維應力狀態下重新建立應力-應變關系。2.2三維殘余應力事實上,材料或其制品內部存在的殘余應力在更多情況下是三維應力狀態,且沿深度為連續分布。因此,如何測定殘余應力及其沿深度分布一直是 X 射線殘余應力測定的重點研究對

                                                                            25、象。2.2.1 沿深度分布的應力測定一剝層法剝層法是應用較早的一種測定材料及其制品內部殘余應力沿深 度分布的方法, 即通過切削或腐蝕使材料內部逐層露出, 以測量各層 的殘余應力。不過這里所測得的殘余應力并不等于剝層以前該處的應 力,因為被剝除部分的殘余應力的釋放, 將導致剩余部分的殘余應力 重新分布,因此對釋放應力所造成的影響可以通過彈性理論的計算加 以修正??梢杂糜趫A筒試樣,通過圖解法積分來求殘余應力。為了得到大型軸對稱構件沿深度方向的三維殘余應力的分布規 律,主要面臨以下問題: 1)測試深度問題 :由于 X 射線對材料的透 射深度較淺,測定的表面層深度僅為1035um,因此測試構件的內應

                                                                            26、力需選擇采用 X 射線剝層法,逐層剝離后測量構件表面的殘余應力。 以往應用 X 射線剝層法測試軸內部殘余應力多為二維應力的研究, 沿深度方向三維殘余應力的研究較少。 2)應力釋放問題 :由于剝除層 的應力釋放, 對剩余圓柱表面的真實應力造成影響, 需用彈性力學的 修正理論對測得的表面二維應力進行修正, 從而可得到包括徑向在內 的實際三維殘余應力分布 3)軸向應力問題 :X 射線剝層法對測試的 環向和徑向應力修正的基礎上, 考慮了軸向應力的影響, 推導了軸向 應力修正公式。2.2.2 X射線積分法(RIM)根據連續介質力學理論可知,在一受力作用的物體內,任一點的應變可以用位于該點的一小體積元的應

                                                                            27、變描述, 此體積元的應變可以用一個由二階張量組成的應變矩陣表示為:%占22%圖2.8即描述了這一小體積元的變形情況及應變分量,其中第一個下標i代表產生應變的方向,第二個下標j代表產生應變的面的 法向。q11 知如* b巧2 cr13芻=磯1 牡 陽齊=CT1222bg-國323 百時.詣b】b陽對于各向同性材料,在平衡條件下平衡條件下圖2.8休枳元的鑾形示意圖及應變分畫Fig. 2.8 The defomation of a volume:and the srrmn elemem任一方向的應變可表示為Eg二口:耳+&;芒+疣;耳工+2處込呂工4* 2a程譚11洛-sin3 cos2 口 sin

                                                                            28、1 sin 2 + sin 2/cos+ % sin2 sin3 + 甩 sin 2sin + n cop 肖此為三維殘余應力測定的基本公式,只要求出舟,然后根據應力 -應變關系即可求出qj。常規X射線殘余應力測定方法是基于 2 9-sin2 9之間的線性關系, 因此測得的是工件表層的平均二維應力。在實際的工件中,常常存在圖2.9所示的不均勻應變和應力,在深度比較淺的范圍內,可以認為 深度 z 處的應變為 :L ? 2.9工件存在不期勻應變示蕙圖 Fig. 25 Nonunifbrm stratn in the workpiece用于測定殘余應力的X射線束具有一定的寬度和一定的穿透深 度,因此

                                                                            29、,探測器搜集到的是工件被照體積范圍內的信息,探測到的 應變是被照體積應變的計權平均VP,可用數學積分式表達如下:Jfe fJ?(x,y,z)dxdydz=jjje rdxdyd2式中,t為X射線在被測工件中的穿透深度;x, y, z)是某一點(x, y, z)處的應變。顯然,求出了(x, y, z),就求出了該點(x, y,z)處的殘余應變或殘余應力及其在工件中的分布。這里因涉及到殘余 應變的積分,故稱為X射線積分法(RID邊即X-Ray-Integral-Method)。 可以看出,由于未知物理量(x, y, z)在積分號內,因此,這一求解過程是一反演問題,如何求出(x, y, z)即成為應

                                                                            30、力計算的核心。為求解(x, y, z),將RIM法基本公式中的(x, y, z)與應變矩陣(聯系起來,通過數學處理將 X射線照射體積元內的 應變矩陣(在工件深度z方向上按Taylor級數展開,當X射線有效 穿透深度比較小時,可以認為深度與應力變化呈線性關系,因此,Taylor級數展開式只保留到一次即9S013乙1#12S =死22+%-1相應的MlT%11012%門azll6口b 小CT =022叭打+brfjb 期ZL期 _式中,(ij和O0ij分別是被測工件表面的應變和應力;(ij和Ozij分 別是距被測工件表面深度z處的應變梯度和應力梯度這樣代入U 冷若II sin: cos: 0 口

                                                                            31、sin3 臂sin20 + sin 2附并與式+ sin2 臂sind +舟古Ln2win”4巧3 cos甲% 曽=篤竝=Ytg&og - %)聯立,求解應力的問題便轉化為求解線性方程組的問題。 從上述三式可以看出,該線性方程組共有12個未知量,因此,在無應力晶面間距do未知的情況下,至少要測出13組嘰?必對應的d”,以 求解線性方程組。計算出后,根據應力一應變關系即可求出 孔223多波長法多波長法是利用不同特征 X射線在材料中穿透深度的差別而獲得不同深度的衍射信息,從而測定出不同深度的加權平均應力,據此推算真實應力及隨深度的分布。3、 X 射線殘余應力測定法的優、缺點X 射線法測定殘余應力的

                                                                            32、優點是 :1) 理論成熟,測量精度高,測量結果準確、 可靠。與其他方法相比,X 射線衍射法在應力測量的定性定量方面有令人滿意的可信度。2) 可以直接測量實際工件而無需制備樣品3) X 射線法測定表面殘余應力為非破壞性試驗方法4) X 射線法測定的是純彈性應變5) X 射線束的直徑可以控制在 2-3mm 以內,可以測定一個很小范圍 內的應變 ;6) X 射線法測定的是表面或近表面的二維應力。應用這一特點,采 用剝層的方法,可以測定應力沿層深的分布 ;7) X 射線法可以測量材料中的第二類和第三類應力。存在的缺點有 :1) X 射線設備費用貴 ;2) X 射線對金屬的穿透深度有限。只能無破壞地測定

                                                                            33、表面應力,若 測深層應力及其分布,也需破壞構件,這不僅損害了 X 射線法的 無損性本質,還將導致部分應力松弛和產生附加應力場,嚴重影響測量精度3)當被測工件不能給出明銳的衍射峰時,測量精度亦將受到影響。4)被測工件表面狀態對測量結果影響較大。5)采用sin2法進行掃描定峰計算時,有時會出現“突變”現象,同時這種衍射強度“突變”現象多發生在為35。,40。,45o處,且易在焊縫或離焊縫中心較近的近焊縫區產生。1、目前有應用于航空、航天、制造等工業領域對鈦合金殘余應力大小和分布的定量分析。在鈦合金航空結構件的生產加工和使用過程中,都無法避免殘余應力的產生。焊接殘余應力是由于焊接引起焊件不均勻的溫度

                                                                            34、分布,焊縫金屬的熱脹冷縮等原因造成的,所以伴隨焊接施工必然會產生殘余應力。 焊接殘余應力對制品的疲勞強度、抗應力腐蝕能力、 尺寸穩定性和使用壽命有著直接的影響。定量分析殘余應力的大小和分布,評價其對各種性能的作用, 正確指導焊接工藝的制定,關系到航空結構件的質量、壽命和安全問題。2、大功率電機軸殘余應力檢測。電機軸之所以發生早期的失效斷裂是由于在淬火的過程中其內部某處的淬火殘余內應力超過了此處的材料強度而在此處有裂紋的形成、擴展并最終導致斷裂事故的產生。也就是說,為了找出鋼軸發生斷裂的原因,應該從鋼軸內部是否存在有弱化其性能的組織因素,如:微觀和宏觀缺陷)和熱處理時的材料強度是否過低以及淬火后

                                                                            35、殘余內應力是否過大等三方面來入手,而淬火后軸的淬火變形較大也與淬火過程中殘存的內應力過大有關。因而,有必要對淬火后鋼軸內部三維殘余應力進行定量測試與研究,為改善熱處理制度、減小熱處理淬火變形和防止鋼軸早期斷裂提供實驗依據3、 對接焊鋁合金板材殘余應力的X射線測試4、測量薄膜的殘余應力5、測量鋁合金厚板的表面殘余應力6、測量微晶玻璃殘余應力7、碳纖維復合材料界面殘余應力&測量冷軋帶鋼殘余應力參考文獻:1 施新華,武立宏,栗春歐美最新X射線衍射殘余應力測定標準介紹J.理 化檢驗(物理分冊). 2011(10)2 陳玉安.鈹材X射線殘余應力無損測定原理和方法D 重慶大學2003年3 陳玉安,周上祺.殘余應力X射線測定方法的研究現狀J.無損檢測. 2001(01)4 劉金艷.X射線殘余應力的測量技術與應用研究D.北京工業大學2009年5 ASTM-E915-2010. Standard Test Method for Verifying the Alignment of X-Ray Diffraction Instrumentation for Residual Stress MeasurementS6

                                                                            展開閱讀全文
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