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鋁合金工件殘余應力測試試驗
閱讀：109 發布時間：2024-11-7鋁合金工件生產過程一般經過壓鑄、機加工等多道工序，每道工序都有可能產生殘余應力。為了確保產品的可靠性和安全性，一般會進行熱時效工藝消除應力。本文主要是對鋁合金工件進行殘余應力檢測，用以驗證不同工藝效果，改進生產工藝，確保產品性能。
試驗儀器
殘余應力測試方法有很多，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點，本次就是采用盲孔法檢測鋁合金殘余應力。儀器采用南京聚航科技有限公司的JHMK多點殘余應力測試系統，由JHYC靜態應變儀和JHZK精密殘余應力鉆孔裝置組成。多點測量效率高，全軟件設置，可自動實時計算殘余應力，實時顯示和保存應力應變數值，測量結果直觀明了，儀器精度高。
試驗依據：《GBT?31310-2014?金屬材料 殘余應力測定 鉆孔應變法》
測試方案
（1）測點位置選取
應變測試點的選取原則應遵循以下幾點：1.理論計算的高應力區和實際發生開裂的部位；2.進一步優化設計關注的部位。根據以上原則，測點選擇在鋁合金加工易開裂位置，全部采用三軸應變花。
（2）應變片粘貼及連接：將各個測點位置進行打磨清潔，粘貼應變片及接線端子。
（3）線纜連接：完成貼片后，將應變片接入JHYC靜態應變儀，查看數據。
（4）鉆孔支架放置：確認數據穩定正常后，將支架放置于測點位置，對好中心后調節鉆孔深度。
（5）開始測量：測量前調零，待數值穩定后開始記錄，然后鉆孔，鉆完孔后等待殘余應力釋放完成，穩定后停止數據采集。
測試結果及計算
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力分析，然后一鍵導出報告。測量結果如下：
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 |
數據分析
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。從表上數據可以看出，Y的殘余應力水平略高，A、B、C的殘余應力均較低，其中C為經過2h的350℃熱處理，其消除效果*佳。
結論
使用JHMK多點殘余應力測量系統進行殘余應力測試，實驗方法簡單，操作方便，軟件功能豐富，快速得出可靠結果，為鋁合金工件加工工藝的改進提供了依據。