RECENT PROGRESS IN RESIDUAL STRESS MEASUREMENT TECHNIQUES

Residual stress measurement is of critical significance to in-service security and the reliability of engineering components, and has been an active area of scientific interest. This paper offers a review o[ several prominent mechanical release methods for residual stress measurement and recent developments, focusing on the hole-drilling method combined with advanced optical sensing. Some promising trends for mechanical release methods are also analyzed.     

X射线衍射法测量碳化硅单晶的残余应力

为了准确评估晶体的质量、提高器件的使用性能,本文围绕单晶碳化硅材料残余应力方面开展了相关研究工作.首先通过对原有的多重线性回归分析方法加以改进,推导出适用于求解六方晶系单晶碳化硅试样所处应力状态的相关理论.其次,采用该方法对沿着[1010]取向生长的6H-SiC单晶片进行了残余应力检测,同时选用{214}晶面族作为测量衍射面.最后,探究了来源于不同晶面组数的数据进行计算时对残余应力测量结果的影响.结果显示:采用多重线性回归分析方法可以实现单晶6H-SiC的面内残余应力的测定;当给定无应力晶面间距d;的精确值时,该应力结果的误差高于选用5组以上(hkl)晶面数计算得到的残余应力结果的误差;如果d;未知,则随着参与应力计算的晶面组数的增加,平面残余应力的误差结果会逐渐降低并趋于平稳.这表明实验测定的残余应力结果具有较高的精度.另外,为了保证实验测得的应力结果的可靠性,应该选用六组及以上衍射面数通过多元回归分析方法来求解单晶碳化硅试样所处的残余应力状态.     

X射线衍射法测量碳化硅单晶的残余应力

为了准确评估晶体的质量、提高器件的使用性能,本文围绕单晶碳化硅材料残余应力方面开展了相关研究工作.首先通过对原有的多重线性回归分析方法加以改进,推导出适用于求解六方晶系单晶碳化硅试样所处应力状态的相关理论.其次,采用该方法对沿着[1010]取向生长的6H-SiC单晶片进行了残余应力检测,同时选用{214}晶面族作为测量衍射面.最后,探究了来源于不同晶面组数的数据进行计算时对残余应力测量结果的影响.结果显示:采用多重线性回归分析方法可以实现单晶6H-SiC的面内残余应力的测定;当给定无应力晶面间距d;的精确值时,该应力结果的误差高于选用5组以上(hkl)晶面数计算得到的残余应力结果的误差;如果d;未知,则随着参与应力计算的晶面组数的增加,平面残余应力的误差结果会逐渐降低并趋于平稳.这表明实验测定的残余应力结果具有较高的精度.另外,为了保证实验测得的应力结果的可靠性,应该选用六组及以上衍射面数通过多元回归分析方法来求解单晶碳化硅试样所处的残余应力状态.     

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.     

高温MEMS剪应力传感器残余应力分析

采用理论分析与数值模拟相结合的方法,研究了残余应力对静电反馈式MEMS高温剪应力传感器的结构设计的影响.研究表明:在电极宽度和间距不变的情况下,增加电极数和减小电极长度可有效地减小由静电力引起的应力和变形;残余应力对结构应力和变形的影响远大于静电力.     

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。     

聚合物注塑残余应力的研究进展

综述了聚合物注塑残余应力的研究进展,详细介绍计算残余应力所用的理论模型及其基本概念．注塑制品残余应力由两部分组成,并且有不同的测试方法,这些应力是造成制品翘曲变形的原因．对于残余流动应力,重点分析本构模型的发展和注塑控制方程的建立;对于残余热应力,则讨论了冷却过程中的相交问题,以及热粘弹性模型在应力分析中的应用;最后介绍测量残余应力的几种实验方法．      

聚合物注塑残余应力研究进展

综述了聚合物注塑残余应力的研究进展,详细介绍计算残余应力所用的理论模型及其基本概念,注塑制品残余应力由两部分组成,并且有不同的测试方法,这些应力是造成制品曲变形的原因,对于残余流动应力,重点分析本构模型的发展和注塑控制方程的建立;对于残余热应力,则讨论了冷却过程中的相变问题,以及热粘弹性模型在应力分析中的应用;最后介绍测量残余应力的几种实验方法。     

利用材料拉压异必无损检测残余应力的新方法

用实验手段研究了若干种材料在弹性范围内的拉压异性,发现某些材料的拉伸弹性模量与压缩弹必模量相差高达60%,从分析拉压异性产生的机理,描述了拉压导师性材料的应力应变关系,在此基础上提出了一种基于材料拉压异性的残余应力无损检测新方法,并进行了弯曲和扭转残余应力的典型实验,结果证明在某些条件下它是十分有效的,具有简便、精度高的特点。     

爆炸处理消除16MnJ超厚钢板焊接残余应力

研究了炸药性能、药条尺寸、布药方式以及引爆方式等对消除７０ｍｍ厚１６ＭｎＪ对接接头焊接残余应力效果的影响。在此基础上提出优化的工艺方案，为将爆炸消除焊接残余应力技术应用到大型或特大型焊接结构上提供工艺参考。     

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.     

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.     

弱正交异性材料残余应力测量的声弹性方法

为了适应工程材料的残余应力无损测量的要求,本文将横波和纵波声弹性相结合,建立适用於弱正交异性材料的平面声弹性残余应力测量方法,并应用该方法及自行研制的横波换能器对焊接试件的二维残余应力进行了测试。     

表面残余应力的仪器化压入检测方法研究进展

针对表面残余应力的仪器化压入检测方法,阐释利用压入方式检测残余应力的基本原理及其力学机制,梳理建立残余应力压入检测方法的常用技术路线,结合残余应力压入检测方法的不同分类,着重分析6种代表性压入检测方法的优势与局限,讨论验证压入检测方法可靠性的常用方法,最后总结残余应力压入检测方法的研究进展,展望未来的发展趋势为建立无需参考试样一体化检测材料力学参数和非等轴残余应力的仪器化压入分析方法,探讨建立方法的四个研究要领,即机制清楚、分析可靠、技术可行、结果可信.仪器化压入检测技术是郑哲敏先生晚年的研究兴趣之一,作者在中科院力学所工作期间曾受到郑哲敏先生的热切关注和提问式激励,谨以此文纪念郑哲敏先生逝世周年.