復(fù)合材料板殘余應(yīng)力測試研究

復(fù)合材料因其重量輕、耐腐蝕、強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛的應(yīng)用于工業(yè)、國防等各個領(lǐng)域。其制作工藝就是將幾種成分的材料復(fù)合在一起，攪拌均勻后，通過加熱、壓制成型。根據(jù)需要，可壓制成板材、棒材、管材等。由于復(fù)合材料在加工過程中，是在擠壓應(yīng)力作用下成型的，材料內(nèi)部的應(yīng)力往往釋放的不是很徹底，或多或少的存在殘余應(yīng)力，給材料的使用留下隱患。當(dāng)復(fù)合材料加工成零件或構(gòu)件時，這些零部件在使用過程中其表面會產(chǎn)生變形，對零件的精度、使用壽命等造成影響。所以有必要對復(fù)合材料進(jìn)行殘余應(yīng)力測試。

本文主要是對某公司生產(chǎn)的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板進(jìn)行殘余應(yīng)力測試，試驗(yàn)方法采用盲孔法。盲孔法是目前測量零件殘余應(yīng)力最常用的方法之一。其工作原理就是在有殘余應(yīng)力的部位鉆一個小孔，因小孔附近的殘余應(yīng)力被釋放，孔區(qū)附近的殘余應(yīng)力場發(fā)生變化，只要測出該局部區(qū)域的應(yīng)變變化量，即可計(jì)算出鉆孔處釋放前的殘余應(yīng)力值。

殘余應(yīng)力測試方法

復(fù)合材料板厚3.5mm，板長200mm，板寬150mm。電阻應(yīng)變片采用JHBX-3C應(yīng)變片，粘貼膠水為JH-496。測試儀器采用南京聚航科技有限公司的JHMK殘余應(yīng)力測試系統(tǒng)，由JHYC靜態(tài)應(yīng)變儀和JHZK鉆孔裝置組成。軟件進(jìn)行設(shè)置后，自動實(shí)時計(jì)算殘余應(yīng)力，并實(shí)時顯示和保存應(yīng)力應(yīng)變數(shù)值，測量直觀明了，精度高。

按照電阻應(yīng)變片粘貼工藝在復(fù)合材料板上粘貼電阻應(yīng)變片，貼片自然干燥24小時后進(jìn)行試驗(yàn)。將各測點(diǎn)電阻應(yīng)變片導(dǎo)線與JHYC靜態(tài)應(yīng)變儀連接，然后進(jìn)行鉆孔，小孔孔徑1.5mm，孔深2.0mm，鉆孔完畢后，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，記錄其應(yīng)變數(shù)值。

各測點(diǎn)殘余應(yīng)力計(jì)算結(jié)果見表1。

本次實(shí)驗(yàn)采用盲孔法對復(fù)雜材料進(jìn)行殘余應(yīng)力測試，試驗(yàn)結(jié)果表明方法是可行。測出各測點(diǎn)的應(yīng)變值：最大殘余應(yīng)力發(fā)生在15號測點(diǎn)，應(yīng)力為3.712MPa；最小應(yīng)變發(fā)生在20號測點(diǎn)，應(yīng)力為1.40MPa。