凸膜残余应力测量方法

残余应力测试方法可分为两大类，即机械释放法和无损检测法。盲孔法测残余应力是属于机械释放法的一种，是目前应用广泛的残余应力测量方法，它操作简单，测试成本低、测量精度高，对构件破坏程度小，可测量各种金属和非金属材料的残余应力。经过推广，还可测量正交各向异性材料的残余应力。本文采用盲孔法对凸膜进行残余应力测试，研究其退火前后残余应力分布状况。

测试方法选用盲孔法，仪器采用聚航科技生产的JHMK残余应力测试系统，由JHYC静态应变仪和JHZK残余应力专用钻孔装置组成。

测试试件为某装置用凸膜，材料为有机玻璃，形状为扁球壳（有法兰边、矢高560，法兰部分壳厚14）。正常使用状态为退火处理。

为了比较退火前和退火后凸膜内残余应力变化的情况，这里对未退火的1^#凸膜和退火后的2^#凸膜进行了残余应力测量。

从测量结果可得出结论

1.1^#凸膜上的应力水平明显高于2^#凸膜（释放应变也相应较大），说明退火确实消除了凸膜上的部分残余应力，提高了材料在使用中的尺寸稳定性和化学稳定性。

2. 当凸膜未经退火时，其内部的残余应力分布不均匀，其σ₁最大、最小值分别为-10.3MPa和-3.5MPa，而退火后的凸膜上的残余应力分布就相对均匀些，σ₁最大、最小值分别为-5.3MPa和-3.9MPa，大小值相差明显减小。

3. 1^#凸膜靠近球壳顶部的应力明显高于法兰附近的应力，这是由于凸膜成型工艺的原因，顶部的厚度只有11mm左右（小于法兰的厚度14），且变形较大，所以残余应力水平就相应高些。

4. 各测点处的σ₁和σ₂都相差不大，这说明在互相垂直的两个方向上，残余应力水平基本相当，没有哪一个方向占主导地位。此外，从θ角的分布范围（9.2°-178.3°）可以看出主应力方向的随机性。

总之，凸膜（经过退火）内的残余应力较小，约为有机玻璃压缩强度的4.5%，属低残余应力水平，同时这些应力还是压应力，是试件内应力的理想状态。