[发明专利]一种基于函数拟合的钻孔法残余应力检测方法

说明书

本发明涉及一种基于函数拟合的钻孔法残余应力检测方法，属于金属材料检测方法技术领域。本发明的技术方案是：采用应变片对钻孔位置周围4个及以上不同角度的应变进行测量；将测量数据及对应的角度输入origin软件绘制出角度（θ）‑应变（ε）散点图，对散点图进行函数拟合；根据三个参数的拟合值对改点处残余应力特征值、、进行计算。本发明的有益效果是：可有效避免个别方向测量误差对最终结果产生较大影响，同时可给出误差水平，大大提高了残余应力检测结果的可信度。

技术领域

本发明涉及一种基于函数拟合的钻孔法残余应力检测方法，属于金属材料检测方法技术领域。

背景技术

钻孔应变法是目前较为常用的残余应力检测方法，目前已形成的较为成熟的检测及计算方法。但现行标准中钻孔法测量方法为采集0°、45°、90°共3个方向上的应变值并采用公式根据三个方向应变数据计算该点处的残余应力特征值，包括最大及最小主应力、最大主应力方向。采用该方法比较便捷方便，但由于测量方向少，3个测量方向无论哪个方向出现测量误差对均会对整体结果产生影响。而且采用公式法计算的结果是3个确定的数值，无法对测量中的误差进行评估，结果可信度较差。

发明内容

本发明目的是提供一种基于函数拟合的钻孔法残余应力检测方法，采用4个及以上方向的测量替代现行的3个方向的测量，并采用对测量结果的函数拟合法替代公式法进行残余应力的计算，避免了因设备和操作问题得出的错误数值被当做正确数值使用，可有效避免个别方向测量误差对最终结果产生较大影响，同时可给出误差水平，大大提高了残余应力检测结果的可信度，有效地解决了背景技术中存在的上述问题。

本发明的技术方案是：一种基于函数拟合的钻孔法残余应力检测方法，包含以下步骤：

(1)采用应变片对钻孔位置周围4个及以上不同角度的应变进行测量，不同角度间不可相差180°，标记0°基准方向后其他角度计量以逆时针为正；

(2)将测量数据及对应的角度输入origin软件绘制出角度(θ)-应变(ε)散点图，对散点图进行函数拟合，拟合函数形式为式中θ为角度，ε为应变，θ变量均以角度制数值带入式中，E为材料弹性模量，ν为泊松比，为各向同性应力标定常数，为切应力标定常数；P、Q、T为未知变量，经多次迭代拟合后获得P、Q、T三个参数的最佳拟合值及其误差水平；

(3)根据A、B、C三个参数的拟合值对改点处残余应力特征值σ_x、σ_y、τ_xy进行计算，计算公式分别为σ_x＝P+Q，σ_y＝P-Q；

τ_xy＝T，根据P、Q、T的误差水平及对应公式也可获得σ_x、σ_y、τ_xy三个变量的测量误差。

可对最大及最小主应力和最大主应力方向进行计算，计算公式为最大主应力方向为0°方向顺时针旋转β角度，其中

本发明的有益效果是：采用4个及以上方向的测量替代现行的3个方向的测量，并采用对测量结果的函数拟合法替代公式法进行残余应力的计算，避免了因设备和操作问题得出的错误数值被当做正确数值使用，可有效避免个别方向测量误差对最终结果产生较大影响，同时可给出误差水平，大大提高了残余应力检测结果的可信度。

附图说明

图1为本发明实施例不同方向应力检测结果函数拟合图。

具体实施方式

为了使发明实施案例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施案例中的附图，对本发明实施案例中的技术方案进行清晰的、完整的描述，显然，所表述的实施案例是本发明一小部分实施案例，而不是全部的实施案例，基于本发明中的实施案例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施案例，都属于本发明保护范围。