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铝合金工件残余应力测试试验

分类:残余应力检测    关键词:残余应力测试

铝合金工件生产过程一般经过压铸、机加工等多道工序,每道工序都有可能产生残余应力。为了确保产品的可靠性和安全性,一般会进行热时效工艺消除应力。本文主要是对铝合金工件进行残余应力检测,用以验证不同工艺效果,改进生产工艺,确保产品性能。

试验仪器

残余应力测试方法有很多,盲孔法是常用的方法之一,有操作简单,适用范围广,不受材料形状限制等优点,本次就是采用盲孔法检测铝合金残余应力。仪器采用南京聚航科技有限公司的JHMK多点残余应力测试系统,由JHYC静态应变仪和JHZK精密残余应力钻孔装置组成。多点测量效率高,全软件设置,可自动实时计算残余应力,实时显示和保存应力应变数值,测量结果直观明了,仪器精度高。

试验依据:《GBT 31310-2014 金属材料 残余应力测定 钻孔应变法

测试方案

1)测点位置选取

应变测试点的选取原则应遵循以下几点:1.理论计算的高应力区和实际发生开裂的部位;2.进一步优化设计关注的部位。根据以上原则,测点选择在铝合金加工易开裂位置,全部采用三轴应变花。

(2)应变片粘贴及连接:将各个测点位置进行打磨清洁,粘贴应变片及接线端子。

(3)线缆连接:完成贴片后,将应变片接入JHYC静态应变仪,查看数据。

(4)钻孔支架放置:确认数据稳定正常后,将支架放置于测点位置,对好中心后调节钻孔深度。

(5)开始测量:测量前调零,待数值稳定后开始记录,然后钻孔,钻完孔后等待残余应力释放完成,稳定后停止数据采集。

测试结果及计算

所有测点一一测量完成后,在软件中使用高级分析进行多点残余应力分析,然后一键导出报告。测量结果如下:

 测点号  

    ε    

    ε2     

     ε3     

σmaxMPa)

σminMPa)

 θ(°)  

Y1

-22.8

-11.3

-7.9

31.7

21.5

14.2

Y2

-20.0

-13.5

-12.9

31.2

25.7

20.1

A1

-11.5

-13.7

-13.7

22.7

20.9

22.5

A2

-12.1

-12.8

-6.5

18.8

13.4

-25.4

B1

-11.4

-8.5

-6.5

17.0

14.0

4.6

B2

-7.1

-12.0

-12.2

18.8

14.6

21.5

C1

-8.5

-3.7

-3.5

12.5

8.4

21.4

C2

-8.5

-1.4

0.0

10.4

4.3

17.1

数据分析

上述测点中Y为压铸成型件,A为250℃处理2h,B为300℃处理2h,C为350℃处理2h。从表上数据可以看出,Y的残余应力水平略高,A、B、C的残余应力均较低,其中C为经过2h的350℃热处理,其消除效果最佳。

结论

使用JHMK多点残余应力测量系统进行残余应力测试,实验方法简单,操作方便,软件功能丰富,快速得出可靠结果,为铝合金工件加工工艺的改进提供了依据。


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