環(huán)芯法殘余應(yīng)力測(cè)量案例分析

時(shí)間：2024-07-10作者：南京聚航科技有限公司瀏覽：23

殘余應(yīng)力是指產(chǎn)品在沒(méi)有外力和力矩的作用下，其內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力值，這些內(nèi)部力和力矩通常相互平衡?，F(xiàn)在殘余應(yīng)力測(cè)量方法有很多，主要方法有盲孔法、環(huán)芯法、切割法以及x射線、磁測(cè)法等。環(huán)芯法屬于部分損壞檢測(cè)法，又稱部分釋放法。本文主要是介紹環(huán)芯法測(cè)量殘余應(yīng)力的原理及實(shí)際案例分析。

環(huán)芯法測(cè)量殘余應(yīng)力工作原理

環(huán)芯法采用機(jī)械應(yīng)變方法測(cè)量殘余應(yīng)力，所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)是JB/T8888-1999。環(huán)芯法的基本原理是通過(guò)在轉(zhuǎn)子表面加工環(huán)形槽，使殘余應(yīng)力得到充分釋放。通過(guò)粘貼在轉(zhuǎn)子表面的應(yīng)變片，將電信號(hào)通過(guò)儀器轉(zhuǎn)換成應(yīng)變值，最后計(jì)算出應(yīng)力大小和方向。測(cè)試前，將應(yīng)變片粘貼在工件表面上，然后用切槽機(jī)在工件表面加工出環(huán)形槽，環(huán)形槽的直徑一般為φ14mm，深度為2mm和4mm，然后讀取儀器的數(shù)值，最后用公式計(jì)算出殘余應(yīng)力的大小。

環(huán)芯法實(shí)際案例分析

測(cè)試件介紹

某低壓轉(zhuǎn)子輪盤的材質(zhì)為25Cr2Ni2MoV，由真空鋼錠鍛造而成。產(chǎn)品尺寸為φ3000mm*1350mm，重量為85t。根據(jù)常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，殘余應(yīng)力不得**過(guò)屈服強(qiáng)度下限的8%，調(diào)質(zhì)回火后以≤120℃/h的速度冷卻，如果殘余應(yīng)力數(shù)值符合要求，不需要再進(jìn)行回火去應(yīng)力處理。但是對(duì)殘余應(yīng)力有較高要求的產(chǎn)品，殘余應(yīng)力值達(dá)不到要求，需要采用兩次回火的方法，并要求采用分段限速冷卻的方法以較大限度釋放工作中的殘余應(yīng)力。

應(yīng)變片粘貼位置

該轉(zhuǎn)子經(jīng)過(guò)性能熱處理并冷卻到室溫后方可測(cè)試鍛件的殘余應(yīng)力。首先，在工件上選取F、G、H三點(diǎn)作為環(huán)芯法的檢測(cè)點(diǎn)，每?jī)牲c(diǎn)相隔120°，為確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確，在測(cè)點(diǎn)附近選取備用測(cè)量點(diǎn)F`、G`、H`。

測(cè)試儀器介紹

本文環(huán)芯法檢測(cè)設(shè)備采用南京聚航科技有限公司的JHHX環(huán)芯法殘余應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)，是由JHYC靜態(tài)應(yīng)變儀和JHHX精密開(kāi)槽裝置組成的。軟件設(shè)置后，可自動(dòng)實(shí)時(shí)計(jì)算殘余應(yīng)力，并實(shí)時(shí)顯示和保存數(shù)值，測(cè)量直觀明了，精度高。

環(huán)芯法測(cè)試過(guò)程

測(cè)試前先選定測(cè)量點(diǎn)，一般為兩點(diǎn)。首先，打磨并去除鍛件表面的氧化皮及油污等雜質(zhì)，表面粗糙度要符合技術(shù)條件要求；然后用鐵鏈固定好切槽機(jī)，標(biāo)出粘貼應(yīng)變片的大概位置，并用酒精將粘貼表面擦拭干凈，再用JH-496膠水將應(yīng)變片粘貼到檢測(cè)位置上。用導(dǎo)線將應(yīng)變片與主機(jī)連接后。切槽機(jī)開(kāi)始加工環(huán)形槽。開(kāi)始時(shí)不能進(jìn)刀過(guò)快，防止刀頭過(guò)熱。每加工1mm，記錄穩(wěn)定后的數(shù)據(jù)。到達(dá)2mm深度時(shí)，將設(shè)備數(shù)據(jù)調(diào)零，待加工到4mm深度時(shí)再記錄數(shù)據(jù)。最后，根據(jù)公式計(jì)算出殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)變值與槽的深度值應(yīng)該呈線性關(guān)系。

測(cè)量結(jié)果分析

將用環(huán)芯法測(cè)量該轉(zhuǎn)子鍛件后得到殘余應(yīng)力數(shù)據(jù)匯總成表1。

表1 轉(zhuǎn)子殘余應(yīng)力測(cè)試結(jié)果

位置	軸向	周向
F（F`）	-18.8	-18.8
G（G`）	-21.8	-24.5
H（H`）	-16	-6.6

從表上可以看出，使用兩點(diǎn)檢測(cè)法得到輪盤的殘余應(yīng)力值在-6.6-25MPa，負(fù)號(hào)表示殘余應(yīng)力為壓應(yīng)力，其**值不**過(guò)30MPa，完全滿足技術(shù)規(guī)范規(guī)定。分析后發(fā)現(xiàn)，該輪盤鍛件的殘余應(yīng)力沿軸線方向呈“中段高、兩端低”的分布特點(diǎn)，即G點(diǎn)的殘余應(yīng)力值較大F、H殘余應(yīng)力數(shù)值較小。由于兩點(diǎn)測(cè)試數(shù)據(jù)基本一致，表明檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確反映了該輪盤鍛件的殘余應(yīng)力。

以上案例證明，使用環(huán)芯法測(cè)量大型鍛件的殘余應(yīng)力是可靠的，檢測(cè)結(jié)果能準(zhǔn)確反映工件中殘余應(yīng)力的大小。


南京聚航科技有限公司專注于應(yīng)變儀,殘余應(yīng)力檢測(cè)儀,殘余應(yīng)力消除設(shè)備等

• 詞條

  詞條說(shuō)明

• 振動(dòng)時(shí)效工藝在煤礦機(jī)械上的應(yīng)用

  長(zhǎng)期以來(lái)，煤礦機(jī)械中大量的焊接件、鍛件及鑄件在加工過(guò)程中均需進(jìn)行去應(yīng)力退火，即熱時(shí)效處理，其主要目的是降低殘余應(yīng)力，減小變形，避免開(kāi)裂。這種方法雖然可以消除大量的殘余應(yīng)力，但也有許多不足之處，不僅周期長(zhǎng)、成本高、污染大。而且，由于處理質(zhì)量可控性差，處理后還會(huì)產(chǎn)生缺陷。因此，廠家一直在探索較高效、節(jié)能的方式來(lái)代替熱時(shí)效。振動(dòng)時(shí)效就是其中的一種。振動(dòng)時(shí)效處理過(guò)程一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)工件進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效處理時(shí)，具體

• 裝載機(jī)動(dòng)臂振動(dòng)時(shí)效技術(shù)應(yīng)用

  裝載機(jī)的三大結(jié)構(gòu)件為前車架、后車架和動(dòng)臂，焊接后進(jìn)行機(jī)械加工，由于焊接殘余應(yīng)力的影響，機(jī)械加工后，構(gòu)件尺寸精度不穩(wěn)定，影響構(gòu)件的質(zhì)量。因此，有必要進(jìn)行消除殘余應(yīng)力以提高構(gòu)件尺寸穩(wěn)定性。振動(dòng)時(shí)效設(shè)備投資少，可在加工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，處理時(shí)間短，能量消耗少，工藝簡(jiǎn)單，且無(wú)環(huán)境污染，相對(duì)來(lái)說(shuō)比較理想。于是，公司決定采用振動(dòng)時(shí)效技術(shù)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證振動(dòng)消除應(yīng)力的效果。振動(dòng)時(shí)效工作原理采用激振器振動(dòng)的方式，使被時(shí)效

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