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表面涂层材料的残余应力测量技术注意事宜
2017-03-24 09:28:47

表面涂层材料的残余应力测量技术使用钻孔法,钻孔法是在具有残余应力的的构件上钻一小孔,使孔区域部分由于应力释放而产生相应的位移和应变,测量这些位移或应变,经换算可得到结构内的残余应力。选择使用JH系列盲孔法残余应力测量仪配合JHZK残余应力精密钻孔装置,此方法已经广泛应用于金属材料的测量,经过多次案例验证,在各种涂层厚度、基体厚度的试件及内壁涂有涂层的容器进行测量,结果可靠,有效。
表面涂层材料的残余应力测量技术注意事宜
应变片的选择和粘贴
涂层表面光滑且耐腐蚀,为使试件的应变能很好地传递给应变片,必须选用合适的应变片及粘贴剂,应变片的基底要薄,不宜采用小栅长的应变片,尽可能增加粘贴面积,保证孔边与丝栅端部有一定距离。可采用JH系列应变片粘结剂,在粘贴前用零号砂纸将贴片区表面打磨,清洗干燥后,即可粘贴,指压时间需长一些,干燥后便可测试。
释放系数A、B值的标定
对于表面涂层残余应力的测试,A、B系数值的大小还与涂层厚度、基体厚度等有关,一般情况下采取实验标定的方法获得。在实验标定时,由于涂层材料易脆裂,可采用等强度悬臂梁而不用拉伸试件,并以砝码加载的方式进行标定。为进一步研究各种因素对A、B释放系数的影响,可采用计算力学的有限元法计算出钻孔力学模型的数值解,形成钻孔法理论分析的依据,对提高测试精度、分析测试系统误差都十分必要。
打孔方法和附加应变
实验采用金刚石细砂制成的特殊钻头。实验表明,这种打孔钻头,不仅能在钢材上打孔,且能在涂层上有效打孔。在打孔时需注入变压器油,以减少磨损及摩擦发热;采用这种打孔方法产生的附加应变很小,附加应变可忽略不计。
打孔深度
与有限元计算一致,实验表明,当孔深超过1.5倍孔径时,试件表面上的应变计已感受不到内部释放的应变,因此在测试时,控制孔深稍大于1.5倍孔径即可。
温度效应
一般情况而言,涂层材料的导热系数低,因此不宜在应变片上覆盖保护层;为取得较好的温度补偿作用,采用逐点补偿方法,另外,在打孔后因摩擦生热而产生的应变读数有变化,需等待几分钟,应变读数稳定后再进行测试。
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