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X射線衍射法是目前準(zhǔn)確可靠的殘余應(yīng)力測量方法之一

更新時間:2024-11-26      點擊次數(shù):757
  殘余應(yīng)力測量是指材料在無外力作用下,內(nèi)部保持自平衡的應(yīng)力狀態(tài)。它在機械加工、熱處理、焊接等過程中產(chǎn)生,并影響材料的疲勞壽命、應(yīng)力腐蝕和尺寸穩(wěn)定性。因此,準(zhǔn)確測量殘余應(yīng)力對于保障工程結(jié)構(gòu)和機械零部件的可靠性至關(guān)重要。
 
  無損檢測法通過物理手段測量材料內(nèi)部的物理量變化,間接推算殘余應(yīng)力,主要包括X射線衍射法、中子衍射法、磁性法和超聲法。
 
  1.X射線衍射法
 
  X射線衍射法是目前準(zhǔn)確可靠的殘余應(yīng)力測量方法之一。其基本原理是根據(jù)X射線在晶體中的衍射現(xiàn)象,通過測量晶面間距的變化來推算殘余應(yīng)力。具體步驟如下:
 
  -準(zhǔn)備樣品:將樣品固定在測角臺上,確保表面平整。
 
  -根據(jù)布拉格定律計算晶面間距的變化,進而推算殘余應(yīng)力。
 
  X射線衍射法的優(yōu)點是測量精度高,理論完善,適用廣泛。但其設(shè)備昂貴,對樣品表面要求高,且只能測量表面應(yīng)力。
 
  2.中子衍射法
 
  中子衍射法的原理與X射線衍射法相似,但采用中子作為入射束。由于中子具有較強的穿透能力,可以測量材料內(nèi)部深處的殘余應(yīng)力。
 
  -準(zhǔn)備樣品:將樣品放入中子衍射儀的反應(yīng)堆孔道中。
 
  -根據(jù)衍射角變化計算殘余應(yīng)力。
 
  中子衍射法的優(yōu)點是能測量材料內(nèi)部的三維應(yīng)力分布,但對設(shè)備要求高,需在核反應(yīng)堆中進行,成本高昂。
 
  3.磁性法
 
  磁性法基于鐵磁材料的磁致伸縮效應(yīng),即在磁場作用下材料發(fā)生尺寸變化。通過測量磁導(dǎo)率變化,推算殘余應(yīng)力。具體步驟如下:
 
  -將工件置于強磁場中,測量初始磁導(dǎo)率。
 
  -改變磁場強度,記錄磁導(dǎo)率變化。
 
  -根據(jù)磁導(dǎo)率變化計算殘余應(yīng)力。
 
  磁性法的優(yōu)點是非破壞性,適用于大型構(gòu)件。但其精度受材料磁特性影響較大,適用范圍有限。
殘余應(yīng)力測量
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