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深孔法技术在铝合金构件应力场测试中的应用

中国有色金属学报 2015年第11期25卷 3107-3112页

作者：廖凯刘义鹏常星宇赵青中南林业科技大学机电工程学院长沙410004

应力分布状况对于大型构件结构完整性评估非常重要,但很多应力测试方法难于对复杂构件进行深度应力测量,而深孔法(DHD)则可以有效地解决这一难题。研究深孔法测试技术原理,并运用有限元方法模拟深孔法测试过程,在对计算应力与仿真应力... 详细信息

应力分布状况对于大型构件结构完整性评估非常重要,但很多应力测试方法难于对复杂构件进行深度应力测量,而深孔法(DHD)则可以有效地解决这一难题。研究深孔法测试技术原理,并运用有限元方法模拟深孔法测试过程,在对计算应力与仿真应力分布进行对比后,提出一种深孔法的改进算法。改进后的模型计算结果表明:深孔法计算获得的应力分布与实际结果吻合较好,平均误差小于20 MPa,同时,模型较好地解决这一测试方法对构件表面应力描述的局限性,完善构件深度应力场的测试技术。

关键词：深孔法力学模型应力测试铝合金

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套孔工艺对深孔法测量残余应力精度的影响

机械工程学报 2020年第22期56卷 38-45页

作者：赵美娟陈静陈怀宁中国科学院金属研究所沈阳110016 中国科学技术大学材料科学与工程学院沈阳110016 中国科学院核用材料与安全评价重点实验室沈阳110016

深孔法是目前三维残余应力测量方法中精度较高、破坏性较小、易于操作的一种技术,相比于中子衍射法,测量成本相对较低,正受到越来越多的关注。针对轴向套孔工艺能准确测量应力范围有限的问题,为提高该方法在高应力与复杂应力场中的测量... 详细信息

深孔法是目前三维残余应力测量方法中精度较高、破坏性较小、易于操作的一种技术,相比于中子衍射法,测量成本相对较低,正受到越来越多的关注。针对轴向套孔工艺能准确测量应力范围有限的问题,为提高该方法在高应力与复杂应力场中的测量精度、优化测量工艺,提出环向套孔工艺。以Q345低合金钢为研究对象,采用有限元分析方法分别建立两种套孔工艺计算模型,对比分析两种套孔工艺在不同应力状态下模拟计算值与实际值的误差分布情况。结果表明,两种套孔工艺均适用于弹性应力场的精确测量,但在应力较大时(超过屈服强度50%),采用环向套孔工艺得到的应力计算结果精度更高、且深度方向应力分布的一致性更好。

关键词：深孔法残余应力数值模拟套孔工艺测量精度

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深孔法残余应力测量技术研究

热加工工艺 2015年第2期44卷 109-111,114页

作者：张炯徐济进吴静远陆皓上海交通大学材料科学与工程学院上海200240

深孔法可测量材料沿厚度方向的残余应力,这是其优于其他应力测试方法最重要的特征。介绍了该方法的测试原理及步骤,采用三点弯曲试验预制残余应力,研究了深孔法残余应力测试技术,通过对比理论残余应力和实测残余应力验证了测试方法的准... 详细信息

深孔法可测量材料沿厚度方向的残余应力,这是其优于其他应力测试方法最重要的特征。介绍了该方法的测试原理及步骤,采用三点弯曲试验预制残余应力,研究了深孔法残余应力测试技术,通过对比理论残余应力和实测残余应力验证了测试方法的准确性。结果表明:弯曲试样残余应力的理论值和测量值能很好吻合;但是在靠近试样表面处由于测量设备的限制及孔的边缘效应会产生一定误差。

关键词：深孔法残余应变残余应力实验验证

深孔法测量三维残余应力场精度的影响因素研究

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中国测试 2021年第6期47卷 20-26页

作者：赵美娟陈静陈怀宁中国科学技术大学材料科学与工程学院辽宁沈阳110016 中国科学院金属研究所中国科学院核用材料与安全评价重点实验室辽宁沈阳110016

深孔法作为一种适用于金属与复合材料构件中三维残余应力的测量方法,采用该技术时的测量误差或不确定度是工程应用中应该关注的问题。针对实际测量过程中的角度偏差及Z向应力导致的误差问题,该文以Q345低合金钢为研究对象,采用有限元法... 详细信息

深孔法作为一种适用于金属与复合材料构件中三维残余应力的测量方法,采用该技术时的测量误差或不确定度是工程应用中应该关注的问题。针对实际测量过程中的角度偏差及Z向应力导致的误差问题,该文以Q345低合金钢为研究对象,采用有限元法分析该技术应用过程中的误差分布规律。结果表明:参考孔两次测量的角度偏差不超过6°时,测量结果误差可忽略;测量方向与实际主应力方向间的偏差角度与其引起的测量误差之间符合二次函数关系,且偏差角度不超过6°产生的误差将小于1%;Z向应力对测量结果的影响较为复杂,原始应力完全弹性释放或Z向应力与原始应力引起的孔径变形状态相同时影响较小,误差值与Z向应力之间符合三次函数关系。

关键词：深孔法残余应力数值模拟测量精度误差因素

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深孔法测量三维残余应力工艺与精度研究

深孔法测量三维残余应力工艺与精度研究

作者：赵美娟中国科学技术大学

学位级别：硕士

残余应力广泛存在于航空航天装备件、核电转子、船舶装备与先进轨道交通等核心关键零部件的加工与制造过程中。构件内部残余应力的存在对结构的综合影响是复杂的,随着试样厚度的增加,沿厚度方向分布的残余应力对裂纹的萌生、扩展与断裂... 详细信息

残余应力广泛存在于航空航天装备件、核电转子、船舶装备与先进轨道交通等核心关键零部件的加工与制造过程中。构件内部残余应力的存在对结构的综合影响是复杂的,随着试样厚度的增加,沿厚度方向分布的残余应力对裂纹的萌生、扩展与断裂的影响较大。因此,准确评估残余应力沿板厚方向的分布规律对于结构完整性评价及设备运行监测具有重要的科学意义与工程应用价值。现行的三维残余应力测量方法在测量工艺可行性、测量结果可靠性、测量成本经济性以及材料适用性等方面存在各种各样的不足。近些年来,深孔法作为一种新的三维残余应力测量方法正在引起人们的重视。本论文首先从改善深孔法测量三维残余应力的工程实用性入手,提出了电火花线切割环向套孔加工工艺。通过数值模拟方式研究了应力场在0.1～0.9σs（σs为材料屈服强度）范围变化时,环向加工与传统轴向加工工艺在应力测量结果与释放方式上的差异。研究结果表明,在5%的工程误差范围内,环向与轴向套孔加工可准确测量的应力范围分别为0.6σs与0.5σs,但高应力下环向套孔时的测量误差相对较小,且应力沿深度方向分布规律比轴向套孔更符合实际情况。当应力超过1/3σs弹性范围后,由于孔边应力集中现象,参考孔边缘将产生塑性变形,较大的塑性变形将影响应力测量精度。基于线切割环向套孔工艺,采用实验与数值模拟方式分别研究了深孔法分步套孔技术在应力接近屈服强度σs时对测量结果的影响。结果表明,分步套孔技术可实现高应力场的逐步弹性释放,与直接套孔相比,可将应力测量误差控制在6%范围内。深孔法实际测量过程中可能存在多方面误差,论文基于实验测量与有限元模型,深入分析了参考孔内壁加工质量、测量角度偏差及厚度方向应力等因素对残余应力测量结果的影响。得到的主要结论包括:（1）参考孔壁粗糙度小于0.4 μm时能很好的保证数据测量的稳定性,数据波动可控制在0.5 μm范围;（2）测量方向与实际主应力方向之间的角度偏差与结果相对误差之间符合二次函数关系式,且测量角度偏差小于6°时对测量结果的影响误差小于1%;（3）参考孔两次独立测量的角度偏差对最终测量结果的影响较小,角度偏差小于6°时产生的误差不到1%;（4）原始应力完全弹性释放或Z向应力与原始应力引起的参考孔变形状态相同时,Z向应力引起的结果计算误差较小,反之较大;Z向应力引起的测量结果差值与该Z向应力值之间符合三次函数关系。

关键词：深孔法残余应力环向套孔工艺分步套孔误差分析数值模拟

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深孔法测量厚截面复合材料残余应力

深孔法测量厚截面复合材料残余应力

论深孔法掘进天井的发展方向——大空孔高分段爆破成井

第十九届全国复合材料学术会议

作者：李侯君肖加余杨金水国防科技大学航天科学与工程学院

本文应用深孔法结合有限元模拟分析检测厚截面复合材料残余应力。深孔法是一种适用于测量厚截面复合材料残余应力的方法,通过测量小孔直径的变化来计算残余应力,解决了传统钻孔法测量残余应力构件内部应变难以测量的难题。另外,本文还... 详细信息

本文应用深孔法结合有限元模拟分析检测厚截面复合材料残余应力。深孔法是一种适用于测量厚截面复合材料残余应力的方法,通过测量小孔直径的变化来计算残余应力,解决了传统钻孔法测量残余应力构件内部应变难以测量的难题。另外,本文还探讨了小孔直径大小以及应力释放圆的内径大小对残余应力测量结果的影响。

关键词：深孔法残余应力厚截面复合材料

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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江西冶金 1991年第5期11卷 8-12页

作者：陈寿如袁名清中南工业大学长沙有色金属专科学校

从深孔法掘进天井的大量实践中,总结提出我国深孔法掘进天井的发展方向——大空孔高分段爆破成井,并从理论上分析了空孔直径与糟孔相对偏斜率、初始补偿系数、初始破碎角、槽孔的槽腔面积、槽孔允许孔偏范围、槽孔与空孔距离等之间的关... 详细信息

从深孔法掘进天井的大量实践中,总结提出我国深孔法掘进天井的发展方向——大空孔高分段爆破成井,并从理论上分析了空孔直径与糟孔相对偏斜率、初始补偿系数、初始破碎角、槽孔的槽腔面积、槽孔允许孔偏范围、槽孔与空孔距离等之间的关系,得出了一些计算公式和参数。提出了实现高分段爆破的主要途径。

关键词：天井掘进深孔法爆破

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发动机缸体铸铁件消应热处理工艺的评价

力学季刊 2021年第2期42卷 272-278页

作者：李娜娜田普昌陈静陈怀宁姜云禄潍柴动力股份有限公司山东潍坊261000 中国科学院金属研究所辽宁沈阳110016

发动机缸体铸铁件生产过程中产生的铸造残余应力需要采取合适的热处理工艺消除,缸体热处理前后的残余应力变化情况可用于评价热处理工艺的有效性.文中首次采用压痕应变法与深孔法相结合,分别测量发动机缸体表面与内部残余应力分布规律,... 详细信息

发动机缸体铸铁件生产过程中产生的铸造残余应力需要采取合适的热处理工艺消除,缸体热处理前后的残余应力变化情况可用于评价热处理工艺的有效性.文中首次采用压痕应变法与深孔法相结合,分别测量发动机缸体表面与内部残余应力分布规律,综合评价了发动机缸体铸铁件热处理前后的残余应力水平.两种不同型号缸体热处理前后残余应力测量结果表明,目前的热处理工艺并不能有效降低残余应力峰值,该热处理工艺需要进一步优化调整或考虑取消现有的热处理工艺方案.

关键词：残余应力热处理缸体铸铁件压痕应变法深孔法

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厚板焊接残余应力测试方法的研究进展

造纸装备及材料 2022年第6期51卷 58-60页

作者：赵慧琴李瑞宁夏大学新华学院宁夏银川750001 宁夏大学机械工程学院宁夏银川750001

随着能源化工设备向大型化发展,厚板应用也更加广泛,然而,厚板焊接过程中会产生较大的焊接残余应力,影响机械设备的正常运行,因此,厚板焊接的焊接残余应力检测就显得格外重要。文章针对厚板焊接残余应力的测试方法进行了分析,并总结了... 详细信息

随着能源化工设备向大型化发展,厚板应用也更加广泛,然而,厚板焊接过程中会产生较大的焊接残余应力,影响机械设备的正常运行,因此,厚板焊接的焊接残余应力检测就显得格外重要。文章针对厚板焊接残余应力的测试方法进行了分析,并总结了其优缺点,为工程应用中厚板焊接残余应力的测试提供了指导,旨在为合理控制焊接残余应力奠定基础。

关键词：厚板焊接焊接残余应力轮廓法中子衍射法超声波法深孔法