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新技術(shù)，新方法
在國家各個(gè)行業(yè)中，殘余應(yīng)力會對結(jié)構(gòu)件產(chǎn)生很大的影響，所以測量殘余應(yīng)力的方法是大家討論的問題。目前測試殘余應(yīng)力的方法分為有損檢測和無損檢測，有損檢測既是盲孔法，對在役的設(shè)備的零部件不適用。而無損檢測主要包括磁場法、X射線法和超聲法。磁場法精度一般，只適用于鐵磁性材料。X射線法測量時(shí)間較久，對人體也有一定的危害。所以最適用的就是超聲法了，它適用于各種材料，測試時(shí)間短，對人體無害。
于是漢正檢測技術(shù)有限公司與西南交通大學(xué)展開了深入的合作，目前超聲應(yīng)力分析儀已經(jīng)問世。
殘余應(yīng)力是材料內(nèi)部不均勻塑性變形引起的自身保持平衡的彈性應(yīng)力，在機(jī)械加工和使用過程中不可避免地產(chǎn)生殘余應(yīng)力。在超聲殘余應(yīng)力測試的影響因素中，應(yīng)力系數(shù)K標(biāo)定的準(zhǔn)確性是影響超聲殘余應(yīng)力測試準(zhǔn)確性的因素之一，其標(biāo)定方法如下：
一、應(yīng)力系數(shù)的重要性
對于不同材料的被檢工件與不同間距的傳感器其應(yīng)力系數(shù)是不同，所以應(yīng)力系數(shù)的標(biāo)定對于殘余應(yīng)力超聲無損檢測技術(shù)相當(dāng)重要。
二、應(yīng)力系數(shù)標(biāo)定的原理
殘余應(yīng)力超聲無損檢測儀系數(shù)的標(biāo)定是基于拉力試驗(yàn)機(jī)產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)力值的原理形成的，拉力壓試驗(yàn)機(jī)對試件產(chǎn)生一組準(zhǔn)確的拉應(yīng)力值，將殘余應(yīng)力超聲無損檢測儀應(yīng)力系數(shù)假定為1。
根據(jù)公式：
△σ=K△ｔ
由式可知，此時(shí)殘余應(yīng)力的變化量△σ等于臨界折射縱波聲速的變化量△ｔ，殘余應(yīng)力超聲無損檢測儀此時(shí)測出的余應(yīng)力的變化量△σ也就是臨界折射縱波聲速的變化量△ｔ，而實(shí)際殘余應(yīng)力的變化量△σ是拉力試驗(yàn)機(jī)給定的拉應(yīng)力。
三、標(biāo)定程序
1）將超聲應(yīng)力檢測系統(tǒng)的探頭置于拉伸試件檢測區(qū)域。
2）控制拉伸機(jī)試驗(yàn)機(jī)，使試件中的應(yīng)力為零，用超聲應(yīng)力儀記錄對應(yīng)的零應(yīng)力的臨界折射縱波在楔塊間的傳播聲時(shí)t0。
3）在0到試件屈服極限間選擇n（n≥7）個(gè)標(biāo)定點(diǎn)（最大值小于屈服極限），對每個(gè)標(biāo)定點(diǎn)控制拉伸試驗(yàn)機(jī)，使試件中的應(yīng)力為設(shè)定值，記錄相應(yīng)的應(yīng)力值i和臨界折射縱波在傳感器楔塊間的傳播時(shí)間ti。
4）根據(jù)記錄的各標(biāo)定點(diǎn)的應(yīng)力σi和聲時(shí)數(shù)據(jù)ti（i=1~n），采用Origin軟件計(jì)算得到試件材料的聲彈性應(yīng)力系數(shù)K，下圖是傳感器間距為50mm被檢材料為45號鋼的聲時(shí)變化△ｔ與應(yīng)力變化△σ的關(guān)系圖例，對數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合，得到的直線斜率的倒數(shù)即為應(yīng)力系數(shù)K。
5)將上述標(biāo)定得到的零應(yīng)力聲時(shí)t0和聲彈性應(yīng)力系數(shù)K輸入到超聲應(yīng)力檢測系統(tǒng)中，控制拉伸試驗(yàn)機(jī)，使試件中的應(yīng)力為各標(biāo)定點(diǎn)的設(shè)定值，對各測試點(diǎn)，記錄拉壓試驗(yàn)機(jī)給出的應(yīng)力σx和超聲應(yīng)力測量系統(tǒng)測出的應(yīng)力σy，將拉伸試驗(yàn)機(jī)給出的應(yīng)力值作為標(biāo)準(zhǔn)值，計(jì)算超聲應(yīng)力測量系統(tǒng)的測量誤差。
6）若誤差超過±20Mpa，則說明聲彈性系數(shù)K的標(biāo)定值有誤，應(yīng)重新進(jìn)行標(biāo)定。
下圖為殘余應(yīng)力系數(shù)標(biāo)定和校準(zhǔn)流程圖
