GB/T 31310-2014金屬材料殘余應力測定鉆孔應變法

ICS7704010

H22..

中華人民共和國國家標準

GB/T31310—2014

金屬材料殘余應力測定鉆孔應變法

Metallicmaterial—Determinationofresidualstress—

Holedrillingstrain-gaugemethod

2014-12-05發(fā)布2015-09-01實施

中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局發(fā)布

中國國家標準化管理委員會

GB/T31310—2014

目次

前言

…………………………Ⅲ

引言

…………………………Ⅳ

范圍

1………………………1

規(guī)范性引用文件

2…………………………1

術(shù)語和定義

3………………1

符號和說明

4………………2

試驗概述

5…………………3

工件準備

6…………………7

應變花和測量儀器

7………………………8

試驗程序

8…………………9

殘余應力計算

9……………12

試驗報告

10………………26

精度和偏差

11……………26

附錄規(guī)范性附錄低速鉆孔標定試驗及計算公式

A()…………………29

附錄資料性附錄鉆孔法的不確定度分析

B()…………32

附錄資料性附錄射線衍射法和鉆孔法測量殘余應力的結(jié)果比對

C()X……………35

參考文獻

……………………36

Ⅰ

GB/T31310—2014

前言

本標準按照給出的規(guī)則起草

GB/T1.1—2009。

本標準由中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會提出

。

本標準由全國鋼標準化技術(shù)委員會歸口

(SAC/TC183)。

本標準起草單位武漢鋼鐵集團公司中國科學院金屬研究所上海出入境檢驗檢疫局武漢理工

:()、、、

大學

。

本標準主要起草人李榮鋒陳懷寧吳益文凃應宏余立朱利洪邱保文劉冬薛歡楊小敏

:、、、、、、、、、、

汪選國侯海量

、。

Ⅲ

GB/T31310—2014

引言

殘余應力幾乎存在于所有材料中在工件的制造過程或服役期間都有可能產(chǎn)生殘余應力尤其對

,。

那些在交變載荷或腐蝕環(huán)境中服役的工件而言如果在設計過程中沒有考慮或核算殘余應力它將是導

,,

致材料失效的重要因素之一殘余應力也可能是有益的例如噴丸所產(chǎn)生的壓縮應力鉆孔應變法下

。,。(

簡稱鉆孔法是一種測定殘余應力的方法

)。

鉆孔法用于測定各向同性線彈性材料近表面的殘余應力其步驟包括在被測物體表面貼上應變

。:

花隨后在該應變花上鉆孔再測量被測物體表面所釋放的應變將所測得的應變代入一系列公式便可

,,。

計算出已去除材料所在部位的殘余應力

。

鉆孔法對被測工件所造成的破壞僅局限于一個較小的區(qū)域?qū)τ谳^厚的材料而言通常不會對其正

,,

常使用造成嚴重影響所以稱其為半無損測試相對而言其他大多數(shù)機械性殘余應力測試方法都會

,“”。,

對被測工件造成嚴重破壞由于鉆孔法多少會對工件造成一定的破壞所以該方法僅針對在工件上鉆

。,

孔或鉆孔后經(jīng)焊補修磨并不嚴重影響其使用功能的情況下使用

()。

有兩種不同的方法可以測定殘余應力

:

高速鉆殘余應力測量方法即方法

a),A。

因高速鉆的加工應變很小殘余應力的測量可以完全依據(jù)柯西公式的有限元分析得到的應力

,

標定常數(shù)進行計算

。

低速鉆殘余應力測量方法即方法

b),B。

因低速鉆的加工應變比較大不能忽略殘余應力的測量要通過綜合性的標定試驗得到的應力

,,

標定常數(shù)來計算

。

理論上如果各向同性等軸殘余應力超過材料屈服強度的或任一方向上的切應力超過屈

,()50%,

服強度的鉆孔周邊可能因應力集中而發(fā)生局部屈服但實踐中有可靠的數(shù)據(jù)表明殘余應力不

25%,。,

超過材料屈服強度的時本標準仍可采用此限制僅針對采用非試驗標定的應力標定常數(shù)確定方

60%(

法如方法中的確定方法如果測量的殘余應力高達材料屈服點如焊縫應力此時需要一套特殊的

,A。,,

試驗標定技術(shù)如方法中的標定方法[2]

,B)。

Ⅳ

GB/T31310—2014

金屬材料殘余應力測定鉆孔應變法

1范圍

本標準規(guī)定了采用鉆孔法測定金屬材料各向同性線彈性材料近表面殘余應力的試驗概述測量設

、

備測量步驟應力計算常數(shù)的標定測量誤差的修正等

、、、。

鉆孔法適用于測量金屬材料面內(nèi)應力梯度較小的應力狀態(tài)這種狀態(tài)下的殘余應力可能沿深度方

,

向無變化近似為常數(shù)均勻應力也可能沿深度方向有明顯變化非均勻應力由于采用鉆孔方式僅

,(),()。

能測定材料近表面的平面殘余應力因此鉆孔法僅能測定所鉆孔洞邊界內(nèi)局部殘余應力的大小

,。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對于本文件的應用是必不可少的凡是注日期的引用文件僅注日期的版本適用于本文

。,

件凡是不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改單適用于本文件

。,()。

電阻應變儀

JJG623

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件

。

31

.

應力標定常數(shù)calibrationconstantforstresses

聯(lián)系殘余應力和釋放應變的比例系數(shù)在鉆孔應變法中與電阻應變計幾何尺寸粘貼位置孔的

。,、、

形狀和大小有關(guān)

。

32

.

釋放應變