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構(gòu)件中殘余應(yīng)力的測(cè)量研究

分類:殘余應(yīng)力檢測(cè)    關(guān)鍵詞:殘余應(yīng)力測(cè)量

鋼結(jié)構(gòu)中的殘余應(yīng)力是由構(gòu)件在生產(chǎn)和制作過程中產(chǎn)生的塑性變形引起的。在型材熱軋以后的冷卻過程中,在焊接、氣割以及之后的冷卻過程中,在冷成型校直的制作過程中,都會(huì)產(chǎn)生這類塑性變形,從而不可避免地導(dǎo)致殘余應(yīng)力的存在,所以鋼結(jié)構(gòu)中存在著殘余應(yīng)力是一種普遍現(xiàn)象,且根據(jù)其形狀、形成機(jī)理反映出殘余應(yīng)力具有的基本力學(xué)特性:殘余應(yīng)力是一種自相平衡的力系。沿構(gòu)件軸線方向截面的縱向殘余應(yīng)力分布和大小與一系列因素,諸如截面的形狀和尺寸、鋼和鋼板的軋制、焊接工藝和材料性能等都影響殘余應(yīng)力的分布。

無論是何種殘余應(yīng)力,均是構(gòu)件內(nèi)部存在著的一種自相平衡的力系,測(cè)量其大小和分布規(guī)律的總體思想是一致的,即采用分離或破壞構(gòu)件等手段使殘余應(yīng)力釋放出來,進(jìn)行測(cè)量。常用的方法是切條法,它包括機(jī)械切條法和電化學(xué)腐蝕切條法。

對(duì)于熱軋鋼和鋼板焊縫組合的構(gòu)件中的殘余應(yīng)力測(cè)定,往往采用機(jī)械切條法(或手工割鋸)。具體步驟是:從被測(cè)的構(gòu)件中取出一定長(zhǎng)度的測(cè)試試件,將試件沿縱向劃分成若干條,在每個(gè)條上事先量好標(biāo)距或貼上電阻應(yīng)變片。然后,采用機(jī)械切割或手工割鋸方法把試件切成小條,量測(cè)標(biāo)距的變化或讀取電阻應(yīng)變儀的讀數(shù),求出相應(yīng)的應(yīng)變和應(yīng)力。*后將每個(gè)條的應(yīng)力在圖上連接起來,就得到了該次測(cè)量的殘余應(yīng)力的大小及分布情況。再根據(jù)多組測(cè)量結(jié)果分析確定出橫截面上縱向殘余應(yīng)力的分布情況和大小。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)熱軋鋼和焊接組合構(gòu)件中的熱殘余應(yīng)力進(jìn)行了比較多的試驗(yàn)研究。如歐洲鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)對(duì)I型、H型、圓管和方管等截面共進(jìn)行了1067根的柱子屈曲試驗(yàn),測(cè)試了殘余應(yīng)力大??;美國(guó)Sawyer做了21根簡(jiǎn)支梁的試驗(yàn);英國(guó)Dibley做了3條熱軋高強(qiáng)度工字鋼梁的純彎曲試驗(yàn):日本做了36條焊接工字梁的試驗(yàn);國(guó)內(nèi)對(duì)殘余應(yīng)力的研究雖是起步較晚,但也做了大量研究工作,如鐵道科學(xué)研究院做過9根焊接H型壓桿試驗(yàn)。經(jīng)過大量試驗(yàn)研究和統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn),對(duì)于普通鋼結(jié)構(gòu),只要壁厚不太大,可以認(rèn)為殘余應(yīng)力沿壁厚方向是均勻分布的。

對(duì)于冷成型薄壁構(gòu)件而言,如仍采用機(jī)械切條法來測(cè)量冷成型殘余應(yīng)力,則存在著以下缺陷:用機(jī)械或手工割據(jù)成的條,由于殘余應(yīng)力的釋放而彎曲,無法采用量測(cè)標(biāo)距變化的方法來測(cè)?。翰捎脵C(jī)械切割方法時(shí),需要將試件夾緊,然而夾力的大小無法掌握。若用力過大,將會(huì)造成試件*變形,直接影晌測(cè)量結(jié)果的可*性;干擾性大,采用機(jī)械切割方法時(shí),由于試件壁薄,會(huì)使試件產(chǎn)生振動(dòng)和熱量,直接影響到電阻應(yīng)變儀數(shù)據(jù)的讀取。所以采用機(jī)械切條的方法來測(cè)量冷成型殘余應(yīng)力的大小,存在著測(cè)量方法上無法逾越的困難和障礙,需要從方法上加以改進(jìn)才行。

南京聚航科技有限公司專業(yè)從事殘余應(yīng)力的測(cè)量與消除,是國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)研發(fā)制造商,想要了解相關(guān)技術(shù),歡迎撥打本公司的熱線電話。


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