鋼材應(yīng)力的測(cè)試方法
2025-02-11 09:50 陜西鋼結(jié)構(gòu) 華邦鋼結(jié)構(gòu)
一、小孔法
采用在結(jié)構(gòu)件表面鉆孔的方式釋放表面應(yīng)力，并用預(yù)先粘貼好的三向應(yīng)變片測(cè)量鉆孔前后的應(yīng)變松弛，通過應(yīng)變片測(cè)量材料應(yīng)力釋放前后的應(yīng)變量，運(yùn)用相應(yīng)的應(yīng)力學(xué)公式計(jì)算出對(duì)應(yīng)的主應(yīng)力值及主應(yīng)力方向。
二、環(huán)芯法
在待測(cè)工件上貼應(yīng)變花，并在應(yīng)變花周圍銑一直徑為D的淺環(huán)槽，將其中的環(huán)芯部分從工件本體分離開來，殘留在環(huán)芯中的應(yīng)力同時(shí)被釋放出來，最終將應(yīng)變花測(cè)得的應(yīng)變結(jié)果帶入相應(yīng)的應(yīng)力計(jì)算公式，即可得到工件待測(cè)點(diǎn)的主應(yīng)力及其方向。
三、光彈性法
將具有雙折射效應(yīng)的透明光彈性貼片粘貼在被測(cè)工件上并置于偏振光場中，當(dāng)給工件加上載荷時(shí)，貼片上產(chǎn)生干涉條紋圖。通過測(cè)量干涉條紋數(shù)目，可確定工件在受載情況下的應(yīng)力狀態(tài)。
四、云紋干涉法
將光柵粘貼在試件待測(cè)面上，兩束相干準(zhǔn)直光以一定入射角對(duì)稱入射到試件柵上，在試件表面法線方向上得到干涉條紋;當(dāng)試件受力變形后，試件柵隨之變形，干涉條紋的級(jí)數(shù)和間距將發(fā)生變化，根據(jù)彈性力學(xué)的幾何方程，可以計(jì)算出應(yīng)變場及應(yīng)力。
五、金屬磁記憶法
從鐵磁金屬表面拾取地磁場作用下的漏磁場信息，處于地磁環(huán)境下的鐵磁構(gòu)件受載荷的作用，應(yīng)力和變形集中區(qū)會(huì)發(fā)生具有磁致伸縮性質(zhì)的磁疇組織定向和不可逆的重新取向。這種不可逆變化在工作載荷消除后會(huì)保留下來，并在應(yīng)力與變形集中區(qū)形成漏磁場感應(yīng)強(qiáng)度的變化，即切向分量有最大值，而法向分量改變符號(hào)且具有零值點(diǎn)，通過檢測(cè)鐵磁構(gòu)件表面磁場分布情況，如磁場法向分量及梯度等特征參數(shù)來推斷應(yīng)力狀態(tài)。
六、X射線衍射法
基于X射線衍射理論，當(dāng)一束波長為λ的X射線照射在晶體表面時(shí)，會(huì)在特定的角度(2θ)上接收到X射線反射光的波峰，這就是X射線衍射現(xiàn)象。衍射角2θ與X射線的波長λ、衍射晶面間距d之間遵從布拉格定律：2dsinθ=nλ。通過測(cè)定衍射角θ，即可由布拉格方程得到受力之后的晶面間距，繼而得到相應(yīng)的殘余應(yīng)力值。
七、中子衍射法
測(cè)定殘余應(yīng)力的原理與X射線法的一致，不同的是中子的穿透能力更強(qiáng)，對(duì)于大多數(shù)工程材料而言可以達(dá)到厘米級(jí)別，因此中子衍射法可以測(cè)得試樣內(nèi)部更深處的應(yīng)力分布。
八、超聲法
利用超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)遇到應(yīng)力區(qū)域的聲速、衰減等特性會(huì)發(fā)生變化的原理，通過測(cè)量超聲波的相關(guān)參數(shù)變化來推算應(yīng)力大小。
鋼材應(yīng)力的測(cè)試方法多樣，每種都有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和局限性。選擇哪種方法取決于具體的應(yīng)用場景和需求。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)具體情況選擇合適的測(cè)試方法，以確保準(zhǔn)確、有效地評(píng)估鋼材的應(yīng)力狀態(tài)。
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