表面涂層材料的殘余應(yīng)力測量技術(shù)使用鉆孔法,鉆孔法是在具有殘余應(yīng)力的的構(gòu)件上鉆一小孔,使孔區(qū)域部分由于應(yīng)力釋放而產(chǎn)生相應(yīng)的位移和應(yīng)變,測量這些位移或應(yīng)變,經(jīng)換算可得到結(jié)構(gòu)內(nèi)的殘余應(yīng)力。選擇使用JH系列盲孔法殘余應(yīng)力測量儀配合JHZK殘余應(yīng)力精密鉆孔裝置,此方法已經(jīng)廣泛應(yīng)用于金屬材料的測量,經(jīng)過多次案例驗(yàn)證,在各種涂層厚度、基體厚度的試件及內(nèi)壁涂有涂層的容器進(jìn)行測量,結(jié)果可靠,有效。
表面涂層材料的殘余應(yīng)力測量技術(shù)注意事宜
應(yīng)變片的選擇和粘貼
涂層表面光滑且耐腐蝕,為使試件的應(yīng)變能很好地傳遞給應(yīng)變片,必須選用合適的應(yīng)變片及粘貼劑,應(yīng)變片的基底要薄,不宜采用小柵長的應(yīng)變片,盡可能增加粘貼面積,保證孔邊與絲柵端部有一定距離??刹捎肑H系列應(yīng)變片粘結(jié)劑,在粘貼前用零號砂紙將貼片區(qū)表面打磨,清洗干燥后,即可粘貼,指壓時間需長一些,干燥后便可測試。
釋放系數(shù)A、B值的標(biāo)定
對于表面涂層殘余應(yīng)力的測試,A、B系數(shù)值的大小還與涂層厚度、基體厚度等有關(guān),一般情況下采取實(shí)驗(yàn)標(biāo)定的方法獲得。在實(shí)驗(yàn)標(biāo)定時,由于涂層材料易脆裂,可采用等強(qiáng)度懸臂梁而不用拉伸試件,并以砝碼加載的方式進(jìn)行標(biāo)定。為進(jìn)一步研究各種因素對A、B釋放系數(shù)的影響,可采用計(jì)算力學(xué)的有限元法計(jì)算出鉆孔力學(xué)模型的數(shù)值解,形成鉆孔法理論分析的依據(jù),對提高測試精度、分析測試系統(tǒng)誤差都十分必要。
打孔方法和附加應(yīng)變
實(shí)驗(yàn)采用金剛石細(xì)砂制成的特殊鉆頭。實(shí)驗(yàn)表明,這種打孔鉆頭,不僅能在鋼材上打孔,且能在涂層上有效打孔。在打孔時需注入變壓器油,以減少磨損及摩擦發(fā)熱;采用這種打孔方法產(chǎn)生的附加應(yīng)變很小,附加應(yīng)變可忽略不計(jì)。
打孔深度
與有限元計(jì)算一致,實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)孔深超過1.5倍孔徑時,試件表面上的應(yīng)變計(jì)已感受不到內(nèi)部釋放的應(yīng)變,因此在測試時,控制孔深稍大于1.5倍孔徑即可。
溫度效應(yīng)
一般情況而言,涂層材料的導(dǎo)熱系數(shù)低,因此不宜在應(yīng)變片上覆蓋保護(hù)層;為取得較好的溫度補(bǔ)償作用,采用逐點(diǎn)補(bǔ)償方法,另外,在打孔后因摩擦生熱而產(chǎn)生的應(yīng)變讀數(shù)有變化,需等待幾分鐘,應(yīng)變讀數(shù)穩(wěn)定后再進(jìn)行測試。
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