[实用新型]一种基于电解制孔的残余应力测试装置

说明书

本实用新型涉及一种基于电解制孔的残余应力测试装置，属于残余应力测试装置技术领域。解决了现有技术中，以钻孔法制备盲孔，引起孔边塑性变形，导致降低测试精度、测试结果不准确，且不能动态监测应力释放过程等问题。本实用新型的测试装置，包括控制系统、电阻应变片、试件夹具、电解液、水泵、系统容器、阴极工具、直流电源、丝杠螺母传动副和步进电机；其中，控制系统包括计算机、USB多功能采集卡、电阻全桥组、水泵控制继电器、电源控制继电器和驱动器。该测试装置在电解制孔过程中无切削力和切削热作用，不产生由此引起的残余应力；且电解制孔表面质量好、加工精度高；并能够在电解制孔过程中实时测试残余应力释放情况。

技术领域

本实用新型属于残余应力测试装置技术领域，具体涉及一种基于电解制孔的残余应力测试装置。

背景技术

机械加工和强化工艺都能引起残余应力。如冷拉、弯曲、切削加工、滚压、喷丸、铸造、锻压、焊接和金属热处理等，因不均匀塑性变形或相变都可能引起残余应力。在零件使用过程中，残余应力影响构件承受动载能力、造成结构脆性断裂、应力区易产生应力腐蚀和开裂，以及影响结构的刚度和稳定性等。因此需要掌握残余应力分布情况，避免或减少残余应力的产生。

现有技术中，残余应力测试方法主要包括物理测试法和机械释放测试法。物理测试法主要包括X射线法、超声法和磁性法等；机械释放测试法主要包括截条法、逐层剥层法、切铣环槽法和盲孔法等。其中，盲孔法由于理论体系完备、测试结果相对准确，是工程上最常用残余应力测试方法。但是，现有技术中，盲孔法所采用的盲孔的制备方法均采用钻孔法，而钻孔过程中由于外加作用力引起孔边塑性变形，从而使结果不准确、降低测试精度。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型为解决现有技术中，采用盲孔法测试残余应力时，以钻孔法制备盲孔，引起孔边塑性变形，导致结果不准确、降低测试精度、不能动态监测应力释放过程等技术问题，提供一种基于电解制孔的残余应力测试装置。

本实用新型解决上述技术问题采取的技术方案如下。

本实用新型提供一种基于电解制孔的残余应力测试装置，包括：控制系统、电阻应变片、试件夹具、电解液、水泵、系统容器、阴极工具、直流电源、丝杠螺母传动副和步进电机；

所述电阻应变片为N个，且N≥3，N个电阻应变片固定在被测试件的上表面上；

所述试件夹具用于固定被测试件，被测试件的应力释放点与阴极工具同轴；

所述电解液承装在系统容器内；

所述阴极工具为棒状，外轮廓与待制孔的形状尺寸相同，外径与待制孔的直径相同，阴极工具的内部设有输液孔，输液孔的出液端设置在阴极工具的底端，输液孔的进液端设置在阴极工具的侧壁，电解液经输液孔的进液端流入，经输液孔的出液端流出；

所述水泵一端与电解液连通，另一端与输液孔的进液端连通，水泵将电解液输送至输液孔的进液端；

所述丝杠螺母传动副的顶端与步进电机的底端固定连接，丝杠螺母传动副的底端与阴极工具的顶端固定连接，步进电机驱动丝杠螺母传动副带动阴极工具沿阴极工具的轴向运动；

所述直流电源的正极与被测试件连接，负极与阴极工具连接；

所述控制系统包括计算机、USB多功能采集卡、电阻全桥组、水泵控制继电器、电源控制继电器和驱动器；计算机通过USB多功能采集卡控制电阻全桥组、水泵控制继电器、电源控制继电器和驱动器工作；电阻全桥组采集电阻应变片的信号，并将采集的信号通过USB多功能采集卡传输至计算机；水泵控制继电器控制水泵的启停；电源控制继电器控制直流电源的开关；驱动器控制步进电机运动。

进一步的，相邻的两个电阻应变片所成的角度为120度、90度、60度或45 度。

进一步的，所述N为3、4、6或8。