《殘余應(yīng)力測量 》課件

《殘余應(yīng)力測量》PPT課件殘余應(yīng)力概述殘余應(yīng)力測量方法殘余應(yīng)力測量的應(yīng)用場景殘余應(yīng)力的控制與消除殘余應(yīng)力測量的未來發(fā)展contents目錄01殘余應(yīng)力概述定義與特性定義殘余應(yīng)力是指在沒有外部作用力的情況下，材料內(nèi)部自相平衡的應(yīng)力。特性殘余應(yīng)力是固有存在的，不隨時間變化而變化，但在外部作用力或溫度變化等因素影響下，可能會發(fā)生重新分布或釋放。03焊接過程中的不均勻加熱和冷卻在焊接過程中，由于不均勻加熱和冷卻，導(dǎo)致焊縫及其附近區(qū)域產(chǎn)生殘余應(yīng)力。01制造過程中的不均勻冷卻在金屬熱加工過程中，由于冷卻不均勻，導(dǎo)致材料內(nèi)部產(chǎn)生溫度梯度，從而產(chǎn)生殘余應(yīng)力。02機(jī)械加工過程中的切削力在金屬切削加工過程中，切削力會導(dǎo)致材料局部產(chǎn)生塑性變形，進(jìn)而產(chǎn)生殘余應(yīng)力。產(chǎn)生原因降低產(chǎn)品強(qiáng)度和疲勞壽命過大的殘余應(yīng)力可能導(dǎo)致產(chǎn)品在使用過程中過早出現(xiàn)疲勞裂紋，降低產(chǎn)品的疲勞壽命。影響產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性殘余應(yīng)力會導(dǎo)致產(chǎn)品在使用過程中發(fā)生變形，影響產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性。引發(fā)應(yīng)力腐蝕開裂在某些腐蝕環(huán)境下，殘余應(yīng)力可能會引發(fā)應(yīng)力腐蝕開裂，對產(chǎn)品的安全性能造成威脅。對產(chǎn)品的影響03020102殘余應(yīng)力測量方法盲孔法通過在材料表面打孔來測量殘余應(yīng)力。該方法具有較高的精度，但會對材料造成損傷。剝層法通過逐層剝離材料表面來測量殘余應(yīng)力。該方法適用于較薄的材料，但會對材料造成較大損傷。切槽法在材料表面切出槽，通過觀察槽的形狀來測量殘余應(yīng)力。該方法適用于大型工件，但精度較低。機(jī)械方法偏振光法利用偏振光在材料表面產(chǎn)生的光程差來測量殘余應(yīng)力。該方法操作簡便，精度較高，但需要特殊的偏振光儀器。激光散斑法利用激光在材料表面形成的散斑來測量殘余應(yīng)力。該方法具有非接觸、無損的優(yōu)點，但需要高精度的激光儀器。光學(xué)干涉法利用光的干涉現(xiàn)象來測量殘余應(yīng)力。該方法具有非接觸、無損的優(yōu)點，但需要高精度的光學(xué)儀器。光學(xué)方法磁致伸縮法利用材料的磁致伸縮性能來測量殘余應(yīng)力。該方法具有高精度、非接觸的優(yōu)點，但需要特殊的磁致伸縮儀器。渦流法利用渦流在材料表面產(chǎn)生的磁場變化來測量殘余應(yīng)力。該方法具有快速、非接觸的優(yōu)點，但需要特殊的渦流儀器。磁彈法利用材料的磁彈性能來測量殘余應(yīng)力。該方法具有非接觸、無損的優(yōu)點，但需要特殊的磁彈儀器。電磁方法通過觀察材料在受力時發(fā)出的聲音來測量殘余應(yīng)力。該方法具有實時、在線的優(yōu)點，但需要特殊的聲學(xué)儀器。聲發(fā)射法利用超聲波在材料中的傳播速度來測量殘余應(yīng)力。該方法具有無損、高精度的優(yōu)點，但需要特殊的超聲波儀器。超聲波法聲學(xué)方法03殘余應(yīng)力測量的應(yīng)用場景機(jī)械制造領(lǐng)域機(jī)械制造過程中，殘余應(yīng)力的存在可能導(dǎo)致工件變形、斷裂或疲勞失效。通過殘余應(yīng)力測量，可以預(yù)測和預(yù)防這些潛在問題，提高機(jī)械制造的穩(wěn)定性和可靠性。在機(jī)械設(shè)計階段，殘余應(yīng)力測量可以為材料選擇、工藝優(yōu)化和結(jié)構(gòu)改進(jìn)提供重要依據(jù)，有助于提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本。航空航天領(lǐng)域在航空航天領(lǐng)域，高精度和安全性能要求極高，殘余應(yīng)力的存在對飛行器的安全性能和使用壽命具有重要影響。通過殘余應(yīng)力測量，可以確保飛行器的關(guān)鍵部件在服役期間不會發(fā)生意外斷裂或變形，提高航空航天領(lǐng)域的運行安全性和可靠性。在建筑領(lǐng)域，殘余應(yīng)力的存在可能導(dǎo)致橋梁、高層建筑等結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂紋、變形或破壞。通過殘余應(yīng)力測量，可以評估結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，為建筑物的維護(hù)和加固提供科學(xué)依據(jù)，確保建筑物的長期使用安全。建筑領(lǐng)域除了上述領(lǐng)域外，殘余應(yīng)力測量還廣泛應(yīng)用于能源、化工、醫(yī)療器械、汽車制造等領(lǐng)域。在這些領(lǐng)域中，殘余應(yīng)力的測量和分析有助于提高產(chǎn)品質(zhì)量、設(shè)備穩(wěn)定性和安全性，為相關(guān)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供有力支持。其他領(lǐng)域04殘余應(yīng)力的控制與消除熱處理法通過加熱或冷卻的方法，使材料內(nèi)部的應(yīng)力得到釋放或重新分布，從而達(dá)到消除應(yīng)力的目的。振動消除法利用振動產(chǎn)生的能量使材料內(nèi)部應(yīng)力得到釋放，從而消除殘余應(yīng)力。爆炸法利用爆炸產(chǎn)生的沖擊波使材料內(nèi)部應(yīng)力得到釋放，從而消除殘余應(yīng)力。消除應(yīng)力的方法在設(shè)計階段充分考慮材料的性能和加工工藝，以減少或避免殘余應(yīng)力的產(chǎn)生。優(yōu)化設(shè)計通過控制加工工藝參數(shù)，如溫度、壓力、冷卻速度等，來控制材料的內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)。加工工藝控制采用表面涂層、噴丸、激光表面處理等技術(shù)，改變材料表面的應(yīng)力狀態(tài)，從而控制整體應(yīng)力分布。表面處理技術(shù)010203控制應(yīng)力的方法增強(qiáng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性在某些情況下，合理利用殘余應(yīng)力可以提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，如橋梁、建筑等大型結(jié)構(gòu)。提高材料強(qiáng)度通過合理分布?xì)堄鄳?yīng)力，可以提高材料的承載能力和疲勞壽命。優(yōu)化工件性能在工件制造過程中，合理利用殘余應(yīng)力可以改善工件的機(jī)械性能和加工性能。應(yīng)力的合理利用05殘余應(yīng)力測量的未來發(fā)展光學(xué)干涉技術(shù)利用光學(xué)干涉原理，通過測量材料表面的微小形變來推算殘余應(yīng)力。磁性測量技術(shù)利用磁性材料的磁致伸縮效應(yīng)，通過測量材料的磁致伸縮系數(shù)來反演殘余應(yīng)力。激光超聲技術(shù)利用激光產(chǎn)生的熱彈效應(yīng)激發(fā)超聲波，通過測量超聲波的傳播特性來反演殘余應(yīng)力。新技術(shù)的研發(fā)隨著航空航天技術(shù)的不斷發(fā)展，對飛機(jī)和航天器的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測要求越來越高，殘余應(yīng)力測量技術(shù)將廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。航空航天領(lǐng)域在新能源領(lǐng)域，如太陽能和風(fēng)能等，需要對大型結(jié)構(gòu)件進(jìn)行殘余應(yīng)力測量，以確保其安全性和穩(wěn)定性。新能源領(lǐng)域汽車工業(yè)中，對汽車零部件的殘余應(yīng)力測量需求越來越大，以保障汽車的安全性能和壽命。汽車工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域的拓展123采用新型傳感器技術(shù)，如高精度光纖傳感器和納米壓痕傳感器等，以提高測量準(zhǔn)確度和分辨率。新型傳感器技