剥层测量残余应力的修正.docx

1、剥层测量残余应力的修正伍甫矗工大字学报(旬広什审*20#VI 4 IR Journal of South China UaiTcrtity of Teebaotogr Vol.20 No.419 9 丄年 12月 (Natural Science ) December 1N2剥层测量残余应力的修正胡华南陈沒洲周泽华（曲理 1：大H ）9 9 已加工袞IH残余应力对机较写備什的功能打为育狠婴的E豹.ftiJSt卅口前力止.已加工衣1E层内残余应力仍M在许多何!木文厦出了袤3B丸！2时Q余应力测 （Mixwtt法或剥慝仗性方用总）的修正方法尺作正公式通过对试黠敷朋修正计算的屡 丙用此方法可大A94

2、M1M度农文为找金炮力梢修芒抿供了理论依期作靑还 讨论了巳加工敦BB残余应力测1仪讦的0要性何!关饲I 9&巳加工表面层残余应力尼ID工袤面质St 个做JR耍的參数它对机械爭部件的便用 性能有为重娈的形响例如.在火筋发射运行时.火能某些導部件表而层的残余 应力JT接够响火箭的运行轨连）庄飞机发动机.挣通柴油机及机车魅动机3S中许多受交 变我曹作用的字件我面残余应力与nf度便用寿分有着密切的关系,残余应力还 形“到宅部件的尺寸总定性.以电越待性們.设计制造現代机械产品.更翌注慎K构 件的加工茨而质SL因：残余应力的硏究一XI是人们的*心研究還题之一研究恂休内部残余应力.通常情况下 rr先娶解决的

3、何題是残余应力的测盘何題 冃前人们用来测議残余应力的方法很多八但花研究加工茨面戾余应力时.晟常用 的方圧址測层雋挠度法和Xfttt衍射扶两种燮砂丸加工衷面空残氽应力沿层深方向分 布时.无论釆用X射仪法咸刈泾测挠度决郁必须对被测试件加工农面进行电解有蚀或 电解牠光制层剥层可劭表面展均匀劉U 或轩面窃蚀利恳而沿表面均5JWWSMS? 法是口 out fit用的亠个方法 fit先是HjF.Stblein 相N.N. D.videnkov 夸住盹 年代契出.但是.这个方法计算时991分.较0杂）而IU为了M少渓差还5?作图 形（剧反尽度与疗曲挠度关系曲线儿 圻知1984年以色列学A.Bar-Sha y

4、和 A Ber 考虑對加工袤面残余应力仅仅界在于农浙一个很海的层内超过此层再深 处残余应力就几F消失.他们提出了用线性方程法测加工衷卤残余应力比方法矣出 的优点血是简讯明了，便于使用.然而.A.BSh.y臾出的线性方程快不能丸接用以#!債加工衣面沿层深方向分布 的残余应力大小（从凰理上讲）或蓟*址差很大另一方面用X射拔法M!童试件 内部应力拾聃宜加工茨面的深度方向分布时必灰对农面进斤剧忌 俟而執朵后在侨液中国阳书竟料分矣9 TH 123 来IR日M. 月17日:帀恳所测待的残余应力并不導于未判层时在此层内原始存住的我余应力.它们究竞相差 多少呢？这时.对測II结集进行修正足再有必嘤呢？若幺旻.

5、又该如何修正呢？对此 目前面耒有文论及.木文如讨论以下两个何題.第一代而測坯斤残余应力测it结果的 修iE问窮二，利用Bar-Shay 方程法或改进的坝性方程法来测总找余应力沿以決方向分布问1良面剥层后残余应力测量结果的修正1.1 x射疑法洲量残余应力沿宴澤分布时测憑值的修正杈据X射爼法测斤原理，用此法側盘残余应力仅反映袤面层朋薄的一広内（Xlt线穿 速的深度若干umiq度的平沟应力故比法不能用樓用来测廉残余应力沿层深方向的分 布要鸿应力沿深度方向分布，也必次鹰蚀制层.这可以打两个途径,錐一是倾钏肩蚀 法，如图h即在被测试件农面层腐憧成一料平面，使之与左始表面SH200左右的倾料 皮竣后可该倾

6、斜面上不网位用即沿袤戻向下不同谏度）的残余应力和硬度的 分柑.比方法是最近新发展的一个方法4 可以用于第复测秋但倾轩面的获憑还存 在一些工艺何題而R理论上讲还存庄测赧原理渓垫.第二.也整木文所讨论的廉点 之即沿袤而均匀腐烛法.它是目前应用E为广臣的方法.但超.-WCT况T,尤代 址表瓯形状2杂时对测结果并未进行作正U俟$扣亦方法不需修正）而实际 上经er烛去民右所测的衷面残余应力并不竽于脫始状杰时此怎处的残余反力.为伽 足见我们必須考世对测fic进行修正问團.K2试件虫残余应力分術ssi 斜面urttit现在我们來考慮!5 2所示情况.仪设矩形飲间试样农而7!-定深度内存在科沿纵向 （*向）单

7、向残余疋力。芳我们考虑税而很薄的一SJAA内应力分布时.可认为戍力 均匀分布，R为见图3.假定试件（h方向为一个烧位试件巳加工襄面层 内秤在拉（应）力FF“- 现考也和洌去衣层两的试件加体两 个分炭体（图S（a）t由于我12拉力F作用，使试件东体在其农面处交一压力= -F）作用，当共向中心简化时.即快试件基休中心处受1E力几（1巴|“尸|和穹矩亂 而且导致试件发生宵曲变形（图当測层测仗时衣面应力应ZU被利去，应力 样放厉，便会引启试件变形（图3（0试件由弯曲变fi）. IWrfj于茨面用力広2U的存札使试件内存住有星图3 ( c )所示的应力分布ah tkHSl力廉&牧试炸变形JUU力分为力了

8、42鬼这里初时认为HV4 对计界维縻卩梢完全可息略由材料力学.弯矩产生的弯曲应力为M厂(対中性铀距酹所以有!X的修正項。为由TMiM去的第r 二展的够响.o，-,同殘有 Io.M S(rn(oA. (i = 2t3. n ( 8 )I现在.我们来讨论修正项(2.3.e 4-12)的计2 宀同理.4(w S AAy(H- J2 f1(H- AA|) - X 九3* iDP Su t i - B t 3t4t fw )考虑由于專二13的测除对后嫦层的总* 由式(3.点(3鼻几同理可冯修正項 为.4AAIgw 1H- A*j-A*t)二4 AA,o ()s(H AA j AA) A4 3同理.2(W

9、 AA| - AA) % 92u*1 (7/ A A | AAj) Y A32(/ AA| * )5般地.同理可求轉由于SU层的剎徐对后绝尼残余应力状态的有其修正 通式.Slf. I 八-4 AA| / /-X AAi!;-i(14 )( J- lt2,r )因此由式(6)(3)1 | =Tj 4 (7A(g92 , i* i )一般览，cr(4, =a4 +0.,A -17ci. = 1 -： . w *wn i ) ( 15 )上式中.所冇填可由通式(13) J4( 13a )和式 14)来弘o. W为修正后残余应力 laf 詰7H爭戎。为正时衣示为拉应力.。为负时.为压股 加图5所示悄况

10、Af为正值由宜架变庁 曲向被利从面凹进) 出考jgAA/时.由式(19) nJfH式20)即为BarSh.y线性方粘 而式(19为对Bar-Shay 性方程的改进廉要 的是，利用式(19) hfc(20)pprtt试件农圧残余应力分布.但还必歩进行條正.方 法魁使用祠层法.测置挠度变化根据式(19计算毎一障层内的残余应力。“找甘考 虑以前刈除怙对品继处内残余也力的C响.-jAe1.3修正计算实例为了检歎上述方法及傕正公式的正确忤，MrJKMetCttt Kes. Inc.的试笙數 抵 ，对加工衣面层歿余应力分缶进行修正计算te试dlWkiHll吿门疋计仁2. 12)36为Bl shaytil性

11、方住法il興址处试件養数.尺寸.Sf xBx?/ =107.95xl9e05xl.5494 mm1 (4.25* x 0.75* x041.0296- S A*a2.69( MPa )*11.0296式中Ah为oim. il=34.12）计算结果填入Sw袤（茨2）又。“ 2,444.47MP-4I a W- AM*； - AA,au , -5.87 ( MPa )-A4t-At)-工 A A. 3 *!由式(12 ) . 0.( c _ .0.18 AA. A*i3代入救堀.计算后箔眾填入农2. Xa =玄J严G7796MPa1MU山通式（13）.（】4零得屮|和0宀”这塑 ；*U2.-12t

12、 / =H2J”.，12.又由式（15 ）求冯223山计鼻焙果均填入表2中由衣2可见.在所试檢鈿件下.修正項。.ii大可达3973MFa帕对谋差更 A）.经It正厉的残余应力与山si；bbm方法所符纳杲车M按近 29(2).519C 4) Ea Biakiaeicr et al. Nondcstractivc testiag for evaluating surface integrity, CIRI IMG 33(2ftU9ON MODIFICATION TO MEASURED DAT* OFRESIDUAL STRESSES IN MACHINEDSURFACE LAYER BY REMO

13、VAL OF LAYERHu Huanant Chen Chcngzhnug zb on Zehaa(Bi Dept, of. Meeh. Encnr.* South China Unit, of Tech.)Abstract The residual stresses in machined surface can dctcrniiae the functional behaviour of components Hoirer. so far9 there arc still many problems when measuring the residual stresses. Inpape

14、r, the method to modify the measured data of residual stresses, which are obtained by means of Xray method or the lioear eqva tion method, io surface after removal o( layer is conduced, the modification formula it also conduced. By modification tingof the test data with this method, it is shown that

15、 the irfeastirement will be all the more accurate. Meanvhile the theondBl bate, on whichthe measurement of the residual stresses i$ modiiiedj is presented. Also the necessity of modification to measureddata ：of the residual ，灯esses is discussed. 、 “ 叫Key wordst residual stresses surface hyersi X-ray stress mcasur mentf rcfnoval o( layer