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鋁合金工件殘余應(yīng)力測試試驗
閱讀：118 發(fā)布時間：2024-11-7鋁合金工件生產(chǎn)過程一般經(jīng)過壓鑄、機加工等多道工序，每道工序都有可能產(chǎn)生殘余應(yīng)力。為了確保產(chǎn)品的可靠性和安全性，一般會進行熱時效工藝消除應(yīng)力。本文主要是對鋁合金工件進行殘余應(yīng)力檢測，用以驗證不同工藝效果，改進生產(chǎn)工藝，確保產(chǎn)品性能。
試驗儀器
殘余應(yīng)力測試方法有很多，盲孔法是常用的方法之一，有操作簡單，適用范圍廣，不受材料形狀限制等優(yōu)點，本次就是采用盲孔法檢測鋁合金殘余應(yīng)力。儀器采用南京聚航科技有限公司的JHMK多點殘余應(yīng)力測試系統(tǒng)，由JHYC靜態(tài)應(yīng)變儀和JHZK精密殘余應(yīng)力鉆孔裝置組成。多點測量效率高，全軟件設(shè)置，可自動實時計算殘余應(yīng)力，實時顯示和保存應(yīng)力應(yīng)變數(shù)值，測量結(jié)果直觀明了，儀器精度高。
試驗依據(jù)：《GBT?31310-2014?金屬材料 殘余應(yīng)力測定 鉆孔應(yīng)變法》
測試方案
（1）測點位置選取
應(yīng)變測試點的選取原則應(yīng)遵循以下幾點：1.理論計算的高應(yīng)力區(qū)和實際發(fā)生開裂的部位；2.進一步優(yōu)化設(shè)計關(guān)注的部位。根據(jù)以上原則，測點選擇在鋁合金加工易開裂位置，全部采用三軸應(yīng)變花。
（2）應(yīng)變片粘貼及連接：將各個測點位置進行打磨清潔，粘貼應(yīng)變片及接線端子。
（3）線纜連接：完成貼片后，將應(yīng)變片接入JHYC靜態(tài)應(yīng)變儀，查看數(shù)據(jù)。
（4）鉆孔支架放置：確認數(shù)據(jù)穩(wěn)定正常后，將支架放置于測點位置，對好中心后調(diào)節(jié)鉆孔深度。
（5）開始測量：測量前調(diào)零，待數(shù)值穩(wěn)定后開始記錄，然后鉆孔，鉆完孔后等待殘余應(yīng)力釋放完成，穩(wěn)定后停止數(shù)據(jù)采集。
測試結(jié)果及計算
所有測點一一測量完成后，在軟件中使用高級分析進行多點殘余應(yīng)力分析，然后一鍵導出報告。測量結(jié)果如下：
測點號 | ε1 | ε2 | ε3 | σmax（MPa） | σmin（MPa） | θ（°） |
Y1 | -22.8 | -11.3 | -7.9 | 31.7 | 21.5 | 14.2 |
Y2 | -20.0 | -13.5 | -12.9 | 31.2 | 25.7 | 20.1 |
A1 | -11.5 | -13.7 | -13.7 | 22.7 | 20.9 | 22.5 |
A2 | -12.1 | -12.8 | -6.5 | 18.8 | 13.4 | -25.4 |
B1 | -11.4 | -8.5 | -6.5 | 17.0 | 14.0 | 4.6 |
B2 | -7.1 | -12.0 | -12.2 | 18.8 | 14.6 | 21.5 |
C1 | -8.5 | -3.7 | -3.5 | 12.5 | 8.4 | 21.4 |
C2 | -8.5 | -1.4 | 0.0 | 10.4 | 4.3 | 17.1 |
數(shù)據(jù)分析
上述測點中Y為壓鑄成型件，A為250℃處理2h，B為300℃處理2h，C為350℃處理2h。從表上數(shù)據(jù)可以看出，Y的殘余應(yīng)力水平略高，A、B、C的殘余應(yīng)力均較低，其中C為經(jīng)過2h的350℃熱處理，其消除效果*佳。
結(jié)論
使用JHMK多點殘余應(yīng)力測量系統(tǒng)進行殘余應(yīng)力測試，實驗方法簡單，操作方便，軟件功能豐富，快速得出可靠結(jié)果，為鋁合金工件加工工藝的改進提供了依據(jù)。