测定有机玻璃成型残余应力的新的光弹性方法

北京航空材料研究所研究发展的“测定有机玻璃成型残余应力的新的光弹性方法”(双折射主切片法),于1986年10月通过技术鉴定。鉴定意见指出:北京航空材料研究所通过大量的实验研究和理论分析,提出了有机玻璃     

流动双折射实验

流动双折射实验周建和，周兴华，张海荣（天津大学力学系天津３０００７２）流动双折射法，是流动显示中的一种光学方法，主要用于显示低雷诺数下的剪切流动。它能形象直观地显示流场中切应力的分布和切应力的方向。通过对干涉条纹的分析处理，可对流场实现定量测量。尤其...     

流动双折射实验

流动双折射实验周建和，周兴华，张海荣（天津大学力学系天津３０００７２）流动双折射法，是流动显示中的一种光学方法，主要用于显示低雷诺数下的剪切流动。它能形象直观地显示流场中切应力的分布和切应力的方向。通过对干涉条纹的分析处理，可对流场实现定量测量。尤其...     

抽油杆表面感应淬火引起的残余应力

本文讨论了抽油杆通过感应线圈和水冷装置时的温度场和由温度场引起的相变。在有限元计算中，通过与实验数据对比，认为考虑温度对弹性模量有影响的计算模型更合理，并用此模型计算了由温度和相变共同作用的弹塑性应力场，及最终的残余应力。结果表明淬火层超过一定厚度后，残余应力分布的合理性降低；淬火前抽油杆的强度与残余应力的大小关系较弱。     

聚晶金刚石复合片热残余应力分布规律实验研究

利用改进的应力释放法、X射线衍射法以及Raman光谱,对平面界面结构金刚石复合片表面热残余应力分别进行了实验研究,得到了金刚石层表面热残余应力值及其分布规律,同时得到了基体厚度与热残余应力的相关关系.研究结果表明,采用应力释放法、X射线衍射法及Raman光谱法测试PDC表面热残余应力,其测试结果均与有限元分析结果相吻合,证明了这三种方法的有效性.其中,X射线衍射法测试结果的误差最大,应力释放法其次,Raman光谱法最为精确.由于应力释放法应变片尺寸及X射线衍射法光斑照射范围的限制,无法在试样表面上取较多的测试点,因此难以得到理想的热残余应力分布曲线.而Raman光谱法中所采用的激光光斑仅5μm,可以取更多的测试点,因此其结果更能真实的反映金刚石层表面热残余应力的分布规律.本文的研究结果为精确测试PDC热残余应力,从而为优化PDC界面结构、提高PDC使用性能提供了理论和实验依据.     

高压气瓶工艺残余应力测试和分析

用X射线及磁记忆两种方法对压缩天然气的高压气瓶应力状态进行了系统分析,对一个气瓶整体制造工艺中的残余应力变化用X射线法进行了跟踪检测。考察了气瓶锻造后、淬火后及回火后外表面的残余应力状况,对相同测点进行了三次应力测试。为准确找到测点位置并寻求两种方法之间关系,在每次应力测试之前,均用金属磁记忆方法进行了先期检测。结果表明:锻造后应力水平不高,但磁记忆曲线有小幅波动,显示应力不均匀;淬火后表面具有较大压应力,最大达到0.86σS,且磁场亦有较大变化,个别点有明显应力集中;回火处理有效地消除了淬火残余应力,最大值小于0.17σS,应力均匀化,磁记忆曲线几乎无波动,效果良好。而从定量角度,残余应力和磁记忆两者之间没有明确的对应关系。对于磁记忆所显示的磁场强度变化处,用X射线法进行残余应力测试,结果并没有显示出较高的应力水平。说明两种方法不可互相替代,但以其各自的特点和优势可做互相补充。     

爆炸法消除焊接接头残余应力的数值模拟

利用非线性动力有限元法对爆炸处理消除焊接接头残余应力的全过程进行了数值模拟。首先，采用温度场与位移场的间接耦合方法计算了钢板对接焊的焊后冷却及残余应力的生成过程，求得焊接接头处由高温冷却到室温由于变形受到阻碍而产生的不均匀的残余塑性变形和应力。然后，在焊缝区引入移动的爆炸载荷，计算了爆炸波作用下该钢板焊接接头附近应力的变化。计算结果表明，爆炸处理可引起板内应力的重新分布，从而有效地释放超过塑性极限的残余应力。利用炸药爆炸消除大型焊接结构残余应力是一种经济有效的方法，本文的数值模拟为研究炸药爆炸消除焊接结构残余应力的机理提供了有力的工具。     

一种新实验应力分析方法——声弹性实验应力分析方法简介

1940年S.OKA发现了应力引起的声双折射现象.此后,随着发射和检测超声波技术的进展,近年来有人提出各种方法用来测定应力引起的声双折射、声速和声频谱变化.测出这些变化便能定出施加在物体上的外力和残余应力.目前,超声波应力分析方法引起了人们的广泛注意,并开始形成一门与光弹性力学相类似的新学科——“声弹性力学”.     

双折射材料初应力的定量研究相移等达因技术的应用

文章提出两种用相移等达因技术对存在于双折射材料内部的初始应力进行定量分析的方法，并以两种常用的双折射材料Ｐ６和Ｈｏｍａｌｉｔｅ１００为例进行了内部初应力的实验研究，给出了材料内部初应力的分布。以上研究说明双折射内部初始应力不容忽视，数字相移等达因技术是双折射材料内部初始应力进行定量分析的有力手段     

循环载荷下冷挤压孔宏观残余应力的松弛效应

本文对应用云纹干涉法测量冷挤压孔周残余应力分布作了简要的论述，并应用该技术研究了冷挤压孔周残余应力在循环应力作用下的松弛问题，还探讨了残余应力的构件疲劳过程的相互作用，最后绘出不同循环应力次数作用后残余应力高周疲劳效应的几组实验结果。     

整体化复合材料结构残余应力实验研究

通过钻孔法测试了T型整体化复合材料结构件在不同固化工艺方案下的残余应力,并研究了多墙类加筋壁板的腹板和蒙皮的残余应力分布,以及不同钻孔深度对结构件内部残余应力测试结果的影响。研究结果表明:共固化方式下产生的残余应力要小于胶结共固化方式下的残余应力。     

反应堆贯穿件J形焊缝残余应力研究

焊接残余应力是引起应力腐蚀开裂的主要原因,准确地掌握残余应力的分布是对结构完整性评定的关键.为了探明反应堆压力容器顶盖控制棒驱动机构(control rod drive mechanism,CRDM)贯穿件J形焊缝残余应力的分布,本研究加工两个CRDM贯穿件实验模拟件,采用盲孔法测试两个J形接头的焊接残余应力.通过实验探明了CRDM贯穿件焊缝残余应力的分布规律,为反应堆压力容器结构完整性的研究提供必要参考.     

用显微云纹干涉法研究SiC/Ti-15-3界面热残余应力场

SiC/Ti-15-3复合材料基体与增强体之间的热膨胀系数存在显著差异。在复合材料制造过程中经高温冷却后,在基体与增强体的界面会产生热残余应力场。此残余应力场对复合材料的力学性能会产生重要的影响。本文运用纤维推出法推出部分SiC纤维后,采用显微云纹干涉法在细观尺度研究了上述界面处的热残余应力,得到了分辨率较高的云纹图,并由此计算出了孔边处的残余应力。用有限元软件对界面热残余应力进行了数值模拟分析。实验结果表明,显微云纹干涉法可以用来测量直径为0.1 mm左右的纤维界面附近的残余应力场,在此尺度下,使用显微云纹干涉法比用电子束云纹法更方便。     

反应堆贯穿件J形焊缝残余应力研究1）

焊接残余应力是引起应力腐蚀开裂的主要原因,准确地掌握残余应力的分布是对结构完整性评定的关键.为了探明反应堆压力容器顶盖控制棒驱动机构（control rod drive mechanism,CRDM）贯穿件J形焊缝残余应力的分布,本研究加工两个CRDM贯穿件实验模拟件,采用盲孔法测试两个J形接头的焊接残余应力.通过实验探明了CRDM贯穿件焊缝残余应力的分布规律,为反应堆压力容器结构完整性的研究提供必要参考.     

相移云纹干涉法与盲孔法相结合检测复合材料的残余应力

本文应用相移云纹干涉法与盲孔法相结合检测纤维增强复合材料的残余应力。盲孔法是工程中被广泛应用的测定残余应力的方法之一,相移云纹干涉方法可得到孔边任意一点的位移信息。由于正交各向异性复合材料在弹性主方向不发生拉剪(或剪拉)耦合效应,所以通过适当读取孔边特殊点的位移,可方便地得到残余应力值。     

残余应力测定的围箍压痕法模拟

本文从同工量测方法得到启发，提出了一种新型的残余应力测试方法－围箍压痕法。采用轴对称弹塑性有限元计算模拟了围箍压痕法测量结构残余应力的力学过程，得到了围箍压痕时不同残余应力程度下材料的变形，塑性区和接触应力分布。     

基于轮廓法测量钛合金激光熔覆中的残余应力

由于激光熔覆过程中有温度变化快、局部温度梯度大和伴随固液相快速转化等特性,在熔池和热影响区会产生很大的残余应力和变形,不利于金属增材制造和局部修复的精确可控。本文对Ti-6Al-4V(TC4)合金开展激光熔覆实验,采用轮廓法测量了激光熔覆所产生的残余应力;通过三维热力耦合有限元模型计算了温度场和残余应力场,仿真计算结果与轮廓法测量的残余应力趋势一致。结果表明,残余应力在熔覆位置有最大拉伸应力,随着远离焊缝急剧变成压缩应力并逐渐减小。上述工作有利于研究熔覆过程中的温度分布规律及残余应力的生成机制,可为熔覆过程的工艺控制提供参考。     

半导体器件残余应力测试与模拟研究

采用新型三维云纹干涉系统并结合盲孔释放的方法 ,研究了半导体装配底座内的残余应力 ,这种混合的方法不仅能真实测试试件因应力的释放而产生的三维变形信息 ,而且具有灵敏度高、条纹对比度好等特点。本文中 ,残余应力是通过盲孔释放获得 ,然后使用三维干涉系统来测试试件因残余应力的释放而发生的位移 ;利用有限元模拟的方法 ,精确计算了应力大小和分布情况 ,为实验研究提供了有力的支持和补充。结果表明 ,残余应力在F - 1C半导体内部分布不均匀 ,在两引脚之间的区域 ,应力比邻近区域的应力要大 ,存在一定的应力集中 ,对可伐管产生一定的挤压作用 ,这是造成半导体装配底座失效的一重要原因。     

Z-pin复合材料细观模型固化残余应力研究

针对植入Z-pin后碳纤维增强复合材料的微观结构，通过施加Z-pin周期性边界约束条件，建立了Z-pin复合材料单层板单胞细观模型．考虑固化过程中树脂体积收缩、弹性模量随固化度变化和纤维因Z-pin进入偏转因素，运用有限单元法计算了单胞结构在固化成型工艺过程中树脂和纤维应力发展和分布，并研究了Z-pin直径和分布密度对单层板面内残余应力的影响．结果表明：凝胶点之前，树脂模量和残余应力很小，凝胶点之后，树脂模量和残余应力增加较快；残余应力分布与纤维偏转有关；Z-pin直径和分布密度增加会使固化残余应力增大．     

爆炸处理消除大型柱壳结构环焊缝残余应力实验研究

为探讨大型耐压柱壳结构对接环焊缝焊接残余应力消除方法,根据耐压柱壳结构环焊缝焊接工艺,设计并制作了大型耐压柱壳结构对接环焊缝模拟焊接模型,并采用沿焊缝条状布药,分别进行了单、双面布药爆炸处理消除大型耐压柱壳结构对接环焊缝焊接残余应力模型实验。结果表明:大型耐压柱壳结构对接环焊缝存在较大的焊接残余应力;单、双面爆炸处理均能有效调整、消除焊接残余应力,残余应力分布明显均匀化;焊后残余应力越大,爆炸处理效果越明显,当焊接残余应力大于0.5s时,单面爆炸处理后残余应力m下降幅度在40%以上,双面爆炸处理后残余应力m下降幅度在60%以上;采用沿焊缝条状布药,爆炸处理能有效消除沿焊缝的纵向残余应力;双面爆炸处理效果优于单面爆炸处理效果。