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1、塑南理工大学学报自然科学版。。第!卷第∀期#∃%&∋()∃∗+∃%,−.五/∋(0∋/12&3/,4∃∗522−∋∃)∃647∃)!8∃∀9::年9月8(,%&()+2/2∋22;222<=2&9!:剥层侧量残余应力的修正胡华南陈澄洲周泽华华南理工大学机械工程一系提要。,已加工表面残余应力对机械零部件的功能行为有很重要的影响然而到目前为,。止已加工表面层内残余应力的测量仍存在许多问题木文提出了表面剥层时残余应力测量用>射线法或剥层线性。,句皇法的修正方法及修正公式通过对试验数据修正计算结果,。表,明应用此方法可大大提高
2、测量精度本文为残余应力测量修正提供了理论依据作者还。讨论了已加工表面残余应力测量修正的必要性问题?残余应力,已加工表面层≅>射线测定法≅剥层关键饲已加工表,面层残余应力是加工表面质量一个很重要的参数它对机械零部件的使用不‘一”9。,,性能有着重要的影响例如在火箭发射运行时火箭某些零部件表面层的残余、,在飞机发动机应力直接影响火箭的运行轨迹普通柴油机及机车驱动机器中许多受交、,变载荷作用的零件表面残余应力与其疲劳强度使用寿命有着密切的关系残余应力还,。,影响到零部件的尺寸稳定性热电磁特性等等设计制造现代机械产品更要注重其构。,。件的加
3、工表面质量因此残余应力的研究一直是人们的中心研究课题之一,,。研究物体内部残余应力通常情况下首先要解决的问题是残余应力的测量问题目前‘“,“’。,人们用来测量残余应力的方法很多但在研究加工表面残余应力时最常用的。方法是剥层测挠度法和>射线衍射法两种要研究加工表面层残余应力沿层深方向分,>射线法或剥层测挠度法,布时无论采用都必须对被测试件加工表面进行电解腐蚀或。〔“夕〔礴夕。电解抛光剥层剥层可沿表面层均匀剥层或斜面腐蚀剥层而沿表面均匀腐蚀剥层,Β+(2/∋ΒΒ(12∋∃1〔‘9法是目前最常用的一个方法最先是由Α,=)”和88;/ΧΔ等
4、在Ε!。,,≅,,年代提出但是这个方法计算时要求积分较复杂而且为了减少误差还要作图。,Β一(形剥层厚度与弯曲挠度关系曲线后来9:Φ∀年以色列学者ΓΗ(&+−4和&Ι〕,ΓΗ2考虑到加工表面残余应力仅仅存在于表面一个很薄的层内超过此层再深,,。处残余应力就几乎消失他们提出了用线性方程法测加工表面残余应力此方法突出,。的优点就是简单明了便于使用,Β(&一(4然而ΓΗ+−提出的线性方程法不能直接用以测量加工表面沿层深方向分布〔“’≅,的残余应力大小从原理上讲或测量误差很大另一方面用>射线法测量试件,必须对表面进行剥层≅,内部应力沿
5、垂直加工表面的深度方向分布时然而剥层后在新表?5ϑ中国图书资料分类号9Ε?9::9来稿日期年月9Κ日华南理工大学学报第!卷,它们究竟相差面层所测得的残余应力并不等于未剥层时在此层内原始存在的残余应力Λ,,,多少呢这时对测量结果进行修正是否有必要呢Λ若必要又该如何修正呢Λ对此。,,目前尚未有文论及本文即讨论以下两个问题第一表面剥层后残余应力测量结果的,,(&一+−(4线性方程法或改进的线性方程法来测量残余应力沿层修正问题第二利用Η。深方向分布问题9表Μ面剥层后残余应力测量结果的修正9ΒΝ>射,测量值的修正线法测量残余应力沿层深分布时根
6、据,>射线穿>射线法测量原理用此法测量残余应力仅反映表面层很薄的一层内协<,透的深度若干厚度的平均应力故此法不能直接用来测量残余应力沿层深方向的分,,,?第布要测应力沿深度方向分布也必须腐蚀剥层这可以有两个途径一是倾斜腐蚀,9,,)?法如图即在被测试件表面层腐蚀成一斜平面使之与原始表面呈!左右的倾斜,度然后可直接测量该倾斜面上不同位置即沿表层向下不同深度的残余应力和硬度的。‘,,分布此方法是最近新发展的一个方法可以用于重复测量但倾斜面的获得还存,,≅,也是木文所在一些工艺问题而且理论上讲还存在测量原理误差第二讨论的重点,,。
7、,,之一即沿表面均匀腐蚀法它是目前应用最为广泛的方法但是一般情况下尤其,+(2,是表面形状复杂时对测量结果并未进行修正当然,=)/∋方法不需修正而实际上,,经腐蚀去层后所测的表面残余应力并不等于原始状态时此层处的残余应力为精确,。起见我们必须考虑对测量数据进行修正问题,9!!腐蚀倾面用于洲量气月Ο即三望』严洲△介斗万(=图9斜面腐蚀法图试件内残余应力分布。现在我们来考虑图所示情况假设矩形截面试样表面层一定深度内存在有沿纵向。,Π当我们考虑表面很薄的一层△−内应力分布时向单向残余应力(劝可认为应力,?,。,均匀
8、分布且为(见图Ε假定试件宽,方向为一个单位试件已加工表面层ΑΑ二(,。·。△−内存在拉应力△)现考虑表层△杆口剥去表层△−后的试件基体两Ε,由于表层拉力,ΑΘ产二个分离体图的Α作用使试件基体在其表面处受一压力Α一
