材料科學(xué)研究：宏觀應(yīng)力分析課件

1、宏觀應(yīng)力分析材料研究方法 課程內(nèi)容一內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生、分類及其衍射效應(yīng)宏觀應(yīng)力的測(cè)定原理宏觀應(yīng)力的測(cè)定方法應(yīng)力常數(shù)K的確定二三四一、內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生、分類及其衍射效應(yīng)第一類內(nèi)應(yīng)力：在較大范圍內(nèi)存在并保持平衡著的應(yīng)力。釋放之，體積或形狀發(fā)生變化。衍射效應(yīng)：衍射峰位同一方向漂移X射線儀測(cè)量的理論基礎(chǔ)漂移值。第二類內(nèi)應(yīng)力：在數(shù)個(gè)晶粒范圍內(nèi)存在并保持平衡著的應(yīng)力。釋放之，有時(shí)也會(huì)引宏觀體積或形狀發(fā)生變化。衍射效應(yīng)：衍射峰漫散寬化。X射線測(cè)量的理論基礎(chǔ)寬化值。第三類內(nèi)應(yīng)力：在若干個(gè)原子范圍存在并平衡著的應(yīng)力。釋放之，不會(huì)引起宏觀體積和形狀的改變。衍射效應(yīng)：衍射強(qiáng)度下降。 一、內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生、分類及其衍射效應(yīng)測(cè)量平

2、面： NON衍射平面： 入射O衍射同傾：測(cè)量平面與衍射平面共面?zhèn)葍A：測(cè)量平面與衍射平面垂直NN二 、宏觀應(yīng)力的測(cè)定原理宏觀應(yīng)力較大范圍內(nèi)引起均勻變形產(chǎn)生均勻應(yīng)變使不同晶粒中的衍射面HKL的面間距同增或同減由布拉格方程2dsin= 2變化，殘余應(yīng)力愈大，衍射線峰位位移量就愈大。 峰位位移量 宏觀應(yīng)力 X射線衍射法就是通過建立衍射峰位的位移量與宏觀應(yīng)力之間的關(guān)系來測(cè)定宏觀應(yīng)力的。1）分別測(cè)定工件有宏觀應(yīng)力和無宏觀應(yīng)力時(shí)的衍射花樣；2）分別定出衍射峰位，獲得同一衍射晶面所對(duì)應(yīng)衍射峰的位移量；3）通過布拉格方程的微分式求得該衍射面間距的彈性應(yīng)變量；4）由應(yīng)變與應(yīng)力的關(guān)系求出宏觀應(yīng)力的大小。 具體測(cè)定步

3、驟：二 、宏觀應(yīng)力的測(cè)定原理兩假設(shè) ：1）單元體表面無剪切應(yīng)力2）所測(cè)應(yīng)力為平面應(yīng)力 平面應(yīng)力，30，簡(jiǎn)化為：二 、宏觀應(yīng)力的測(cè)定原理由彈性力學(xué)可得： 由于考慮的是平面應(yīng)力，此時(shí)、得： 平面應(yīng)力，故s30二 、宏觀應(yīng)力的測(cè)定原理得：兩邊對(duì)偏導(dǎo)得： 二 、宏觀應(yīng)力的測(cè)定原理設(shè)則顯然，K恒小于零，所以當(dāng)M0時(shí)，此時(shí)衍射角增加，面間距減小，表現(xiàn)為壓應(yīng)力；反之，M0時(shí)，面間距增加，表現(xiàn)為拉應(yīng)力。 三 、宏觀應(yīng)力的測(cè)定方法 兩種:X射線衍射儀法和X射線應(yīng)力儀法1X射線衍射儀法（固定法，固定一值后，掃描過程 不變）宏觀應(yīng)力的測(cè)定關(guān)鍵在于確定M值，即獲得直線的斜率.如何獲得該直線呢？采用作圖法:兩點(diǎn)法和多點(diǎn)法兩種1）0-45兩點(diǎn)法：即0、45，分別測(cè)定2，求得M值。2）多點(diǎn)法或sin2法：即取0、15、30、45等，分別測(cè)定各自對(duì)應(yīng)的衍射角2，運(yùn)用線性回歸法求得M值。 兩點(diǎn)：三 、宏觀應(yīng)力的測(cè)定方法 三 、宏觀應(yīng)力的測(cè)定方法 RN，N=0SF22測(cè)角儀圓聚焦圓90-90-RNDSFNR聚焦圓測(cè)角儀圓90-90-90-+R當(dāng)計(jì)數(shù)器位于聚焦圓上時(shí)，其強(qiáng)度才高，為此需徑向移動(dòng)計(jì)數(shù)器三 、宏觀應(yīng)力的測(cè)定方法 2X射線應(yīng)力儀法（固定0 ）具體測(cè)