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鋁合金工件殘余應力測試試驗

來源:南京聚航科技有限公司   2024年11月07日 13:28   133

鋁合金工件生產過程一般經過壓鑄、機加工等多道工序,每道工序都有可能產生殘余應力。為了確保產品的可靠性和安全性,一般會進行熱時效工藝消除應力。本文主要是對鋁合金工件進行殘余應力檢測,用以驗證不同工藝效果,改進生產工藝,確保產品性能。

試驗儀器

殘余應力測試方法有很多,盲孔法是常用的方法之一,有操作簡單,適用范圍廣,不受材料形狀限制等優(yōu)點,本次就是采用盲孔法檢測鋁合金殘余應力。儀器采用南京聚航科技有限公司的JHMK多點殘余應力測試系統(tǒng),由JHYC靜態(tài)應變儀和JHZK精密殘余應力鉆孔裝置組成。多點測量效率高,全軟件設置,可自動實時計算殘余應力,實時顯示和保存應力應變數(shù)值,測量結果直觀明了,儀器精度高。

試驗依據(jù):《GBT?31310-2014?金屬材料 殘余應力測定 鉆孔應變法

測試方案

1)測點位置選取

應變測試點的選取原則應遵循以下幾點:1.理論計算的高應力區(qū)和實際發(fā)生開裂的部位;2.進一步優(yōu)化設計關注的部位。根據(jù)以上原則,測點選擇在鋁合金加工易開裂位置,全部采用三軸應變花。

(2)應變片粘貼及連接:將各個測點位置進行打磨清潔,粘貼應變片及接線端子。

(3)線纜連接:完成貼片后,將應變片接入JHYC靜態(tài)應變儀,查看數(shù)據(jù)。

(4)鉆孔支架放置:確認數(shù)據(jù)穩(wěn)定正常后,將支架放置于測點位置,對好中心后調節(jié)鉆孔深度。

(5)開始測量:測量前調零,待數(shù)值穩(wěn)定后開始記錄,然后鉆孔,鉆完孔后等待殘余應力釋放完成,穩(wěn)定后停止數(shù)據(jù)采集。

測試結果及計算

所有測點一一測量完成后,在軟件中使用高級分析進行多點殘余應力分析,然后一鍵導出報告。測量結果如下:

測點號                    

ε1                    

ε2                    

ε3                    

σmaxMPa)                    

σminMPa)                    

θ(°)                    

Y1                    

-22.8                    

-11.3                    

-7.9                    

31.7                    

21.5                    

14.2                    

Y2                    

-20.0                    

-13.5                    

-12.9                    

31.2                    

25.7                    

20.1                    

A1                    

-11.5                    

-13.7                    

-13.7                    

22.7                    

20.9                    

22.5                    

A2                    

-12.1                    

-12.8                    

-6.5                    

18.8                    

13.4                    

-25.4                    

B1                    

-11.4                    

-8.5                    

-6.5                    

17.0                    

14.0                    

4.6                    

B2                    

-7.1                    

-12.0                    

-12.2                    

18.8                    

14.6                    

21.5                    

C1                    

-8.5                    

-3.7                    

-3.5                    

12.5                    

8.4                    

21.4                    

C2                    

-8.5                    

-1.4                    

0.0                    

10.4                    

4.3                    

17.1                    

數(shù)據(jù)分析

上述測點中Y為壓鑄成型件,A為250℃處理2h,B為300℃處理2h,C為350℃處理2h。從表上數(shù)據(jù)可以看出,Y的殘余應力水平略高,A、B、C的殘余應力均較低,其中C為經過2h的350℃熱處理,其消除效果*佳。

結論

使用JHMK多點殘余應力測量系統(tǒng)進行殘余應力測試,實驗方法簡單,操作方便,軟件功能豐富,快速得出可靠結果,為鋁合金工件加工工藝的改進提供了依據(jù)。


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