云纹干涉与钻孔法测量残余应力的实验方法与系统

应变片钻孔法是工程中应用最广的残余应力测量方法之一，由于应变片只能得到其长度范围内的平均应变，测量误差比较大，本文提出用云纹干涉法测量的位移信息代替应变片测量的应变信息来确定残余应力，用有限元建立位移与残余应力之间的关系，基于以上理论，开发了一种可以进行现场残余应力测量的便携式云纹干涉钻孔系统，并用该仪器进行了铝合金激光焊接接头的残余应力测量，得到了焊缝中心残余应力值。     

考虑塑性和刚度不匹配的焊接残余应力估算

现有残余应力计算方法未能考虑材料塑性变形和焊接接头刚度不匹配的影响,使得焊接残余应力计算结果和实际残余应力存在较大偏差.在2219-T87铝合金钨极氩弧焊焊接头残余应力测试基础上,提出一种基于非线性有限元和材料弹性模量分区的残余应力—释放应变曲线的残余应力计算方法,研究了材料塑性变形和接头刚度不匹配对焊接残余应力计算的影响.结果表明,焊接接头中非均质材料塑性不匹配可以引起对于残余应力计算的较大误差;材料塑性变形对残余应力的影响大于接头刚度不匹配对残余应力的影响.所提出方法修正了传统方法在焊接接头的残余应力计算中由于未考虑接头非均质材料塑性不匹配而引起的误差.     

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。     

搅拌摩擦焊接残余应力及残余变形数值分析

建立了搅拌摩擦焊接顺序热力耦合有限元模型,用移动热源模拟搅拌头的作用,对搅拌摩擦焊接进行数值模拟.瞬态温度场及残余应力场与试验结果吻合良好,从而验证了该模型的正确性.本文研究了焊接过程中应力变化过程,指出应力场的不均匀分布引起板的弯曲变形.建立了不同尺寸有限元模型,研究板的尺寸对残余变形的影响.板的宽度对纵向残余变形曲率影响较大,长度对变形曲率影响较小.当焊接长度足够长,模型宽度相同时,不同模型远离端部区域纵向弯曲曲率相同.板的横向残余变形主要由焊缝区域变形引起,远离焊缝区域几乎没有弯曲变形发生,且板的尺寸对变形曲率影响很小.     

钻孔偏心对松弛应变和残余应力的影响

用盲孔释放法测残余应力的基本理论导出在任意钻孔偏心下应变释放系数 A、B 的精确公式.同时通过用偏心公式和不偏心公式计算得到的残余应力值的比较,说明钻孔偏心量对残余应力值影响很大.     

钻孔法测量残余应力中几个问题的探讨

本文针对钻孔法测量残余应力中一些不能用“释放”理论解释的问题,通过对钻孔法基本测量原理的分析和与其它传统电测方法对比,认为常用于测量残余应力的电测方法中钻孔法应定义为“干扰法”,切条法和套孔法为“释放法”,Sach＇s镗削法则为“干扰-释放法”.根据实验结果推荐公式=(λ-1)~(1/2)为预测钻孔深度的经验公式.同时应用“干扰”理论分析了压痕法测量残余应力的基本特性,提出压痕法与电测法结合将发展成为一种近似无损的测量残余应力的新方法.     

钻孔法测量残余应力过程中钻孔附加应变

本文叙述了钻孔法测量残余应力过程中的附加应变.研究应力水平对附加应变的影响是在单向应力条件下进行的,结果表明,钻孔条件、材料状态以及残余应力达到一定值时,附加应变为零.     

大错位量散斑干涉法测量残余应力

本文提出大错位量激光散斑干涉法结合钻孔法测量残余应力,对单向拉伸残余应力进行了测量,试验结果与理论解非常吻合,并且实现了对真实构件表面残余应力的测量.     

钻孔偏心下的应变释放系数及残余应力

用钻孔应变释放法测残余应力的基本理论导出在任意钻孔偏心下应变释放系数[A],[B]的精确公式.揭示了各传统近似方法(丝栅中心应变法、纵向线积分平均应变法及有效面积上积分平均应变法)的应变释放系数随r_м/а的变化规律。并采用数值逼近法求解了钻孔偏心时的应变释放系数及残余应力.结果表明,偏心对残余应力影响很大。     

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.     

用激光散斑剪切干涉法及钻孔释放法测定残余应力

本文用激光散斑剪切干涉法及钻孔释放法直接测取释放应变,进而计算残余应力.用模拟铝合金试件测取残余应力,条纹清晰,试验结果与理论解一致性较好。     

基于大型炉体焊接残余应力测试的盲孔法研究

为提高炉体焊接残余应力测试精度,对传统的盲孔法进行改进,即在测点打孔后多次扩孔并增加孔深;通过对SM400ZL钢焊接残余应力测试时的应变释放系数A,B进行实验标定,得出多组应变释放系数值,计算可得残余应力的估算值,并对不同状况下的残余应力值进行比较.通过大拉力标定试验得出SM400ZL钢盲孔的孔边塑性变形对测量精度的影响和塑性修正公式.结果表明,改进的盲孔法能够更准确地测得焊接残余应力值,测量结果经塑性修正,最大误差减小到2%以下.测试方法和结果可直接在相关的工程实际中应用.     

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.     

钻孔法测量残余应力过程中钻孔附加应变的研究（Ⅱ）

本文应用弹塑性理论研究了被测试样的屈服强度、应力场对钻孔法测量残余应力过程中钻孔附加应变的影响,使用简化的理论模型推导了低速旋转钻头钻孔产生附加应变的一般表达式.结果表明钻孔引入的附加应变与被测试样的原始残余应力状态有关,随应力水平增加而增大,在压应力减小到某一临界值σ时,钻孔附加应变为零。在 Ly12铝合金上的实验测量结果与理论结果一致。     

P91钢中厚壁管焊接残余应力分析

针对管道试件规格不同所要求的焊接工艺不一致问题,讨论P91钢中厚壁管对接接头所要求的双人对称焊形式下的焊接残余应力分布规律．基于ANSYS分析软件,以双移动高斯热源结合单元生死技术,利用顺序耦合方法得到P91钢中厚壁管焊接残余应力．讨论热处理工艺对于P91钢中厚壁管焊接残余应力的影响．结果表明,由于焊接工艺在环向位置上的结构反对称性使得焊接残余应力在环向上呈反对称分布;即便经过较高温度的预热处理,没有焊后热处理时最大等效应力仍超过屈服极限;进行焊后整体热处理的P91钢中厚壁管焊接残余应力得到了有效的改善,平均应力数值下降了60%~70%．     

爆炸法消除焊接残余应力

随着工业的发展,焊接技术在工业生产中的地位显得越来越重要。但是,由于焊接是局部加热,温度梯度很大,使焊件内部产生了很大的焊接残余应力。因为焊接残余应力的存在,致使焊件的静强度、刚度、稳定性及抗疲劳、抗脆性破坏、抗应力腐蚀等性能均低于同类材料的非焊接件。这就造成了它的使用寿命大大降低。在许多结构的破坏事故中,不少是由于焊接残余应力的存在所造成。为此研究消除焊接残余应力,对生产和科学实验都具有很大的意义。     

SiC/AL板的焊接残余应力分析

SiC/AL功能双材料由陶瓷和金属组成,由于该材料中的SiC具有较高的抗高温能力,AL具有较高的强度,因此在航空构件中得到运用,该双材料中孔洞焊接过程中的残余应力直接影响到双材料的性能。本文采用有限元分析手段中的死活单元技术对焊接过程进行了数值模拟计算,得到了该焊接过程的残余应力分布,并与常用的钢材焊接残余应力进行对比分析。本文同时对采用弹性复变方法和积分方程分析手段得到的焊接残余应力解析解的适用性进行了阐述。     

钻孔偏心时残余应力的数值逼近解(兼答王家勇同志)

在文[1]中笔者通过引入偏心参数 c、β导出了求钻孔偏心时残余应力的计算公式,并指出用逼近法求残余应力的方法.本文就数值逼近中的几个问题阐述如下.1.二次搜索逼近法根据公式中(?)的选定方向,取搜索区域为90°～     

钻孔偏心时残余应力的数值逼近解(兼答王家勇同志)

<正> 在文[1]中笔者通过引入偏心参数 c、β导出了求钻孔偏心时残余应力的计算公式,并指出用逼近法求残余应力的方法.本文就数值逼近中的几个问题阐述如下.1.二次搜索逼近法根据公式中(?)的选定方向,取搜索区域为90°～