[发明专利]板材制品残余应力的测试方法

摘要

本发明涉及板材制品残余应力的测试方法，将板材制品沿测试方向用低附加应力的切割方法切割成矩形长条状试样，然后将矩形长条状试样置于一平面装置上并使其复平，测试并记录被切割成矩形长条状试样的应变值ε_拉伸和ε_弯曲，计算出相对应的应力值σ_拉伸和σ_弯曲，绘出σ_拉伸和σ_弯曲沿矩形长条状试样厚度的应力分布图；将上述矩形长条状试样切成两段相同的矩形子试样，然后将它的两面分别复平并牢固地固定于一平面装置上，用低附加残余应力的精密切割方法将矩形子试样沿厚度方向切割成楔形或切割成数个台阶，在自由状态下测量各点的曲率或各台阶的平均曲率，并测量或计算出由于材料的移除而相应裸露出的材料所携带的内部残余应力或相应的被移除的板材内的残余应力。

主权项

一种板材制品残余应力的测试方法，它包括以下步骤：1)在被测点处沿测试方向粘贴应变元件，测试并记录被测点处的初始应变值ε₀；2)将含有应变元件的板材制品沿测试方向用低附加应力的切割方法切割成矩形长条状试样，矩形长条状试样长度大于矩形长条状试样宽度的5倍，测试并记录被切割成矩形长条状试样的应变值ε₁，计算出σ₁＝E(ε₁‑ε₀)；3)将矩形长条状试样置于一平面装置上并使其复平，测试并记录被切割成矩形长条状试样的应变值ε_拉伸，根据公式计算出σ_拉伸＝E(ε_拉伸‑ε₀)，σ_弯曲＝σ₁‑σ_拉伸，以被切割成矩形长条状试样的厚度的一半的位置为坐标轴线，画出σ_拉伸和σ_弯曲沿矩形长条状试样厚度的应力分布图；其特征在于：4)将上述矩形长条状试样上的应变元件剔除并且将其切成两段相同的矩形子试样，然后分别将它们的上表面或下表面复平并牢固地固定于一平面装置上，用低附加残余应力的精密切割方法将矩形子试样沿长度方向切割成楔形或切割成数个台阶，累计切掉的厚度至矩形子试样总厚度的1/2，台阶间厚度差小于矩形子试样厚度的1/10；5)将一段矩形子试样放在自由状态下，测量其上各点的曲率或各台阶的平均曲率，并计算出相邻点或相邻台阶相应的曲率变化Δκ，根据公式计算出相邻点由于材料的移除而相应移除的相应层面的板材内部残余应力：式中σ_R为相邻点处或相邻台阶处的相应层面的内部残余应力，E为板材的杨氏弹性模量，t为所处点或所处台阶的矩形子试样的厚度，Δt为相邻点或相邻台阶高度差，而Δκ为相邻点或相邻台阶的曲率之差；6)以上述未被切割成矩形子试样的厚度的一半为坐标轴线，沿厚度方向绘制出各点的内部残余应力，然后将σ_拉伸、σ_弯曲和σ_R相叠加，得到矩形子试样0.5t～t厚度范围内的残余应力分布；7)将另一段矩形子试样放在自由状态下，重复步骤5)，以该未被切割成矩形子试样的厚度的一半为坐标轴线，沿厚度方向绘制出各点的内部残余应力，然后将σ_拉伸、σ_弯曲和σ_R相叠加，得到矩形子试样0～0.5t厚度范围内的残余应力分布；8)将0～0.5t和0.5t～t厚度范围的残余应力分布图合并，绘制出残余应力分布，则获得沿厚度方向的残余应力分布图。