3。3。2复合热轧板钻孔法进行验证 23

3。3。3 切割方式对材料残余应力的影响 24

3。4 碳钢冷轧后的残余应力测量 25

3。5碳钢轧后冷却过程的残余应力测量 26

4 结论 28

致谢 29

参考文献 30

1 绪论

1。1 残余应力

残余应力是一种在材料内部使其自身平衡的应力。残余应力的好处有：可以被控制用来提高零件的疲劳强度和耐磨性；同时又有有害的一面，有时经过淬火、磨削等处理后表面会出现裂纹等情况。有时会使零件发生翘曲变形、扭曲扩展，甚至裂纹开裂。

残余应力的产生：当金属构件在加工过程的途中受到了外加的载荷使它发生了塑性变形的时候就会发生以下这种情况，当我们卸除了载荷以后，部分的塑性变形的部分阻碍了周围部分的弹性变形的恢复，于是就这样出现了残余应力。

残余应力的危害：主要有两方面，一是对疲劳强度的影响，另一方面是对工件形状尺寸以及机械强度的影响。

残余应力还会提高工件脆性断裂性和应力的腐蚀开裂性。在实际的生产过程中残余应力的产生无法避免，如何准确测量控制残余应力的大小，预见可能出现的情况巧妙利用残余应力，尽量避免安全事故，工件报废等不利影响是实际生产过程中要解决的问题。

残余应力的消除方法：主要有两种：一种是热作用消除残余应力，还有一种是物理机械上消除残余应力。

热作用消除残余应力主要通过时效退火。一般在材料的回复再结晶温度的范围内加热和保温几个小时至几十个小时，这是很有效的办法，可是它对能量的消耗、对设备的要求也是不可忽视的。

物理机械消除残余应力的方法主要有表面喷丸、滚压、锤击法、矫正、过载法和振动消除法(VSR)等。其中，振动法已经在国外广泛使用，国内正逐步的采用这一种消除残余应力的方法——振动法（VSR）。即通过振动增加内能从某种程度上来说它与热作用的实际效果相类似。

1。2 材料残余应力的测量方法

传统残余应力的测量方法[8-10]可分为机械释放测量法和无损测量法两种。机械释放测量法是将具有残余应力的部件从构件中分离或切割出来使应力释放，由测量其应变的变化求出残余应力，该方法会对工件造成一定的损伤或者破坏，但其测量精度较高、理论完善、技术成熟，目前仍应用广泛。无损测量法[11]即物理检测法，主要有X 射线法、中子衍射法、电子散斑干涉法、超声法和磁性法等。其对被测件无损害，但是成本较高、所需设备昂贵，其中X射线法和超声法发展较为成熟。

目前，国内外常用的测定残余应力的方法如下：

1。2。1钻孔法测量残余应力

钻孔法示意图

钻孔法的原理是：以O点为圆心加工出一个深度为hmm，半径为amm的小孔，钻孔后孔壁的应力释放，人为加载出来的反向加载，这个载荷对平板上有应力扰动，这样就有了应变的增量，与此同时我们也就能轻松理解有应力的增量，所以说我们就能使用HK21B残余应力检测仪及钻孔装置进行测量。

在钻孔之前，在点O用502贴上三向应变片，如图1。1所示，钻孔之后，电阻应变片便能测量出1个主方向角 θ，以及2 个主应力 σ1、 σ2，他的具体计算公式为