盲孔法残余应力测试原理

1、盲孔法测量残余应力基本原理

盲孔法测量残余应力是指在有残余应力的部位钻一个小孔，因小孔附近的残余应力被释放，孔区附近的残余应力场发生变化，只要测出该局部区域的应变变化量，即可计算出钻孔处释放前的残余应力值。

假定一块各向同性的平板中存在某一残余应力，若钻一小孔，孔边的径向应力下降为零，孔区附近应力重新分布，如图1所示，阴影区为钻孔后应力的变化，该应力称为释放应力，由应变计感受其应变。通常表面残余应力是平面应力状态，两个主应力和主方向角三个未知数，要求用三个应变敏感栅组成应变花进行测量，每个敏感栅的中心布置在同一半径上如图2所示。

                     

         图1   钻孔应力释放原理图                           图2   钻孔时应变计敏感栅的布置图

2、盲孔法测量残余应力方法概要

（1）贴片、连线。

将应变花粘贴在待测部位，用电烙铁将应变花的引线、屏蔽线焊到相应接线端子上。

                        

  图3  粘好的应变花              图4  安装好的应变花               图5 屏蔽线连接图

 

（2）连接应变仪、开机。

    把屏蔽线连接到应变仪，开机启动应变仪。

 

 

（3）钻孔。

根据被测试材料、应变花的种类，设置相关参数，预热、清零、打孔。

              

      图6  初步放置钻孔装置                                      图7  显微镜对中 

 

    

               图8  钻孔                                                  图9  钻孔完毕

 

（4）读数。

打孔完毕，数据完全稳定后记录结果，即可获得打孔处的残余应力值。

3. 盲孔法测量残余应力的意义和用途

残余应力几乎在所有结构中都存在，它们可能是在制造工艺过程中形成或在结构服役寿命内产生，在许多场合下，尤其是结构承受交变载荷或在腐蚀环境下工作时，残余应力是结构失效的一个主要因素，了解结构的残余应力是非常有必要的。盲孔法应变测量技术是一种测定残余应力的适用的半无损方法。