殘余應力測量是指材料在無外力作用下，內(nèi)部保持自平衡的應力狀態(tài)。它在機械加工、熱處理、焊接等過程中產(chǎn)生，并影響材料的疲勞壽命、應力腐蝕和尺寸穩(wěn)定性。因此，準確測量殘余應力對于保障工程結(jié)構和機械零部件的可靠性至關重要。
無損檢測法通過物理手段測量材料內(nèi)部的物理量變化，間接推算殘余應力，主要包括X射線衍射法、中子衍射法、磁性法和超聲法。
1.X射線衍射法
X射線衍射法是目前準確可靠的殘余應力測量方法之一。其基本原理是根據(jù)X射線在晶體中的衍射現(xiàn)象，通過測量晶面間距的變化來推算殘余應力。具體步驟如下：
-準備樣品：將樣品固定在測角臺上，確保表面平整。
-根據(jù)布拉格定律計算晶面間距的變化，進而推算殘余應力。
X射線衍射法的優(yōu)點是測量精度高，理論完善，適用廣泛。但其設備昂貴，對樣品表面要求高，且只能測量表面應力。
2.中子衍射法
中子衍射法的原理與X射線衍射法相似，但采用中子作為入射束。由于中子具有較強的穿透能力，可以測量材料內(nèi)部深處的殘余應力。
-準備樣品：將樣品放入中子衍射儀的反應堆孔道中。
-根據(jù)衍射角變化計算殘余應力。
中子衍射法的優(yōu)點是能測量材料內(nèi)部的三維應力分布，但對設備要求高，需在核反應堆中進行，成本高昂。
3.磁性法
磁性法基于鐵磁材料的磁致伸縮效應，即在磁場作用下材料發(fā)生尺寸變化。通過測量磁導率變化，推算殘余應力。具體步驟如下：
-將工件置于強磁場中，測量初始磁導率。
-改變磁場強度，記錄磁導率變化。
-根據(jù)磁導率變化計算殘余應力。
磁性法的優(yōu)點是非破壞性，適用于大型構件。但其精度受材料磁特性影響較大，適用范圍有限。
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