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鋁合金工件殘余應(yīng)力測(cè)試試驗(yàn)

來(lái)源:南京聚航科技有限公司   2024年11月07日 13:31  

鋁合金工件生產(chǎn)過(guò)程一般經(jīng)過(guò)壓鑄、機(jī)加工等多道工序,每道工序都有可能產(chǎn)生殘余應(yīng)力。為了確保產(chǎn)品的可靠性和安全性,一般會(huì)進(jìn)行熱時(shí)效工藝消除應(yīng)力。本文主要是對(duì)鋁合金工件進(jìn)行殘余應(yīng)力檢測(cè),用以驗(yàn)證不同工藝效果,改進(jìn)生產(chǎn)工藝,確保產(chǎn)品性能。

試驗(yàn)儀器

殘余應(yīng)力測(cè)試方法有很多,盲孔法是常用的方法之一,有操作簡(jiǎn)單,適用范圍廣,不受材料形狀限制等優(yōu)點(diǎn),本次就是采用盲孔法檢測(cè)鋁合金殘余應(yīng)力。儀器采用南京聚航科技有限公司的JHMK多點(diǎn)殘余應(yīng)力測(cè)試系統(tǒng),由JHYC靜態(tài)應(yīng)變儀和JHZK精密殘余應(yīng)力鉆孔裝置組成。多點(diǎn)測(cè)量效率高,全軟件設(shè)置,可自動(dòng)實(shí)時(shí)計(jì)算殘余應(yīng)力,實(shí)時(shí)顯示和保存應(yīng)力應(yīng)變數(shù)值,測(cè)量結(jié)果直觀明了,儀器精度高。

試驗(yàn)依據(jù):《GBT?31310-2014?金屬材料 殘余應(yīng)力測(cè)定 鉆孔應(yīng)變法

測(cè)試方案

1)測(cè)點(diǎn)位置選取

應(yīng)變測(cè)試點(diǎn)的選取原則應(yīng)遵循以下幾點(diǎn):1.理論計(jì)算的高應(yīng)力區(qū)和實(shí)際發(fā)生開裂的部位;2.進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)關(guān)注的部位。根據(jù)以上原則,測(cè)點(diǎn)選擇在鋁合金加工易開裂位置,全部采用三軸應(yīng)變花。

(2)應(yīng)變片粘貼及連接:將各個(gè)測(cè)點(diǎn)位置進(jìn)行打磨清潔,粘貼應(yīng)變片及接線端子。

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

(4)鉆孔支架放置:確認(rèn)數(shù)據(jù)穩(wěn)定正常后,將支架放置于測(cè)點(diǎn)位置,對(duì)好中心后調(diào)節(jié)鉆孔深度。

(5)開始測(cè)量:測(cè)量前調(diào)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(yīng)力釋放完成,穩(wěn)定后停止數(shù)據(jù)采集。

測(cè)試結(jié)果及計(jì)算

所有測(cè)點(diǎn)一一測(cè)量完成后,在軟件中使用高級(jí)分析進(jìn)行多點(diǎn)殘余應(yīng)力分析,然后一鍵導(dǎo)出報(bào)告。測(cè)量結(jié)果如下:

測(cè)點(diǎn)號(hào)

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(cè)點(diǎn)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(yīng)力水平略高,A、B、C的殘余應(yīng)力均較低,其中C為經(jīng)過(guò)2h的350℃熱處理,其消除效果*佳。

結(jié)論

使用JHMK多點(diǎn)殘余應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行殘余應(yīng)力測(cè)試,實(shí)驗(yàn)方法簡(jiǎn)單,操作方便,軟件功能豐富,快速得出可靠結(jié)果,為鋁合金工件加工工藝的改進(jìn)提供了依據(jù)。


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