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不断更新换代的应力测试仪,这些应力检测方法你了解几种?

更新时间:2022/10/28  点击数:759


      应力分为拉应力、压应力、扭转应力、切应力、剪应力等多种应力,往往机械加工、焊接、铸造等工艺会产生残余拉应力,导致工件后期的变形翘曲,甚至焊接开裂,对应力的控制就显的很重要,时刻注意应力的监控有利于及时改变工艺路线,生产优质产品。
残余应力主要会造成以下影响:
1、降低结构刚度
2、降低对受压杆件稳定性
3、降低静载强度
4、降低疲劳强度
5、影响工件加工精度和尺寸稳定性
所以必须要严格监控应力状况。

直     接测试测量构件残余应力在振动前后的变化情况,是评估振动时效效果的方法之一。这种方法可以定量判断残余应力的消除情况,能够定量检测超声振动时效的效果。

残余应力检测方法可分为有损检测法和无损检测法。

1 有损检测方法

有损检测的测量原理是通过材料移除过程中 完全或部分释放应力时产生的位移来推断出原始 应力,这类方法依赖于变形量的测量,而变形量是由于材料在移除试样的过程中导致残余应力的释放形成的。

常见的检测手段有切片法、轮廓法、盲孔法、环芯法和深孔法等,其他不常用的还包括切除法、分裂法、曲率法、剥层应变法、开槽法等。有损检测方法会对构件造成一定程度的损伤,通常适用于做小批量的实验。目前常见应用设备如HK21A盲孔法应力测试仪,打孔精度较高,深度表层大概1-2mm之内。

2 无损检测方法

X 射线衍射法:
该方法是目前最常用的残余应力无损检测方法,测定的是表面10 μm 左右的表面应力。其基本原理是通过测量晶格的应变情况来 计算应力,晶格应变可通过X 射线衍射法检测。X 射线衍射法检测区域仅限于材料表面和亚表面的晶格结构,检测时要求对材料表面进行化学清洗使 晶体裸露出来,检测结果的准确性受晶粒尺寸、表面粗糙度和表面曲率等因素的影响较大,也受到仪 器设备体积重量的制约和操作复杂性的限制。

中子衍射法:
检测原理与 X 射线法相似,不同的是中子具有很强的穿透能力,因此可以检测较 大固体材料内部的残余应力。但是中子源的流强较 弱,测量时间长,中子衍射测量需要样品的体积大, 空间分辨率较差(通常中子法分辨率为10mm2,X 射线分辨率为 0.1 mm2)[53-54],中子反应堆建造和运 行费用昂贵,很难普及,无法在工业现场实时大规 模测量。

磁性法(磁测法):
称为巴克豪森噪声法(Barkhausen Noise Method,BNM),当铁磁材料受到外界激励磁 场作用后,磁畴壁将被迫发生前后移动,导致相对 另一侧的磁畴壁尺寸的变化,并引起磁感应强度的 变化。通过电磁感应原理测量磁感应强度的变化可获得一种类似噪声的电信号,即巴克豪森噪声 (BN)。材料应力和磁场的变化都会影响 BN 值。 如果在磁畴中应力和磁场产生同向的效应,BN 值 将增大;如果在磁畴中应力和磁场产生相反的效应,BN 值将会减小,导致较大的测量误差。BN 值的大小与杂质含量和晶格位错等有关,这种方法 只适用于铁磁材料,检测精度受材料显微结构的影响较大,还受位移间隙、表面粗糙度、材料剩磁 和环境磁场等因素的影响,目前定量校准和残余应力量化检测困难,实际现场应用也受到一定限制。

涡流检测法:

该技术建立在电磁感应原理基础上。在检测时,将接通有交流电的线圈靠近被测金属,通过电磁感应作用,交流线圈产生的交变磁 场在被测金属内建立涡流,该涡流也会在被测金属 内部产生自己的磁场,该涡流磁场反过来影响线圈 的电压、阻抗以及磁场强弱。由此可见,涡流检测 技术主要是根据材料形变、电阻率和磁导率等的变化进行测试。残余应力的存在会导致被测件电阻率、磁导率发生改变。用涡流检测残余应力目前还处于不成熟阶段。

超声法:

超声法检测残余应力是根据声弹性理论,当材料内部产生残余应力时,超声波的传播 速度、频率、振幅、相位和能量等参量将发生变化,相比其它残余应力无损检测方法,超声波法具有检 测速度快,对人体无辐射伤害,成本低,拥有较佳 的空间分辨率和较大范围的检测深度,可现场手持便于携带,能够完成表面及次表面宏观残余应力大小与拉压状态的检测等诸多优势。

激发法机械无损应力测试仪:

无损检测
HKNDT-A系列应力检测仪主要应用激发法对各种材料和结构的残余应力进行检测 ,不损害被测对象,不影响被测材料使用性能,可检测钢、铸铁、铝及其合金、铜及其合金、钛合金、镁合金等各种金属合金。
高精度
激发法测试应力,不引入测试应力,测试精度高;
对中与采集装置一体化设计,保证测试精度;
参数均通过软件设置,彻底摆脱机械性误差影响;
采用24位高稳定精度AD转换芯片;
高精度十字滑台式,配备ER夹头,定位精度高达0.02mm。

 

梯度残余应力检测仪:

全自动检测、梯度定制测量及分析系统,采用全自动编程控制钻孔装置,梯度方向自动进给,可以实现微进给深度0.05mm,高精显微定位,更加精准。搭载SANCI公司原装系统,应力检测精度无限接近真实水平。可以检测钢、铸铁、铝及合金、钛合金、镁合金等各种金属合金,还可以检测塑料、橡胶等复合材料以及岩石、混凝土、玻璃、植物等特殊材料。

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