复合材料板残余应力测试研究

复合材料因其重量轻、耐腐蚀、强度高等优点，广泛的应用于工业、国防等各个领域。其制作工艺就是将几种成分的材料复合在一起，搅拌均匀后，通过加热、压制成型。根据需要，可压制成板材、棒材、管材等。由于复合材料在加工过程中，是在挤压应力作用下成型的，材料内部的应力往往释放的不是很彻底，或多或少的存在残余应力，给材料的使用留下隐患。当复合材料加工成零件或构件时，这些零部件在使用过程中其表面会产生变形，对零件的精度、使用寿命等造成影响。所以有必要对复合材料进行残余应力测试。

本文主要是对某公司生产的碳纤维增强复合材料板进行残余应力测试，试验方法采用盲孔法。盲孔法是目前测量零件残余应力最常用的方法之一。其工作原理就是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。

残余应力测试方法

复合材料板厚3.5mm，板长200mm，板宽150mm。电阻应变片采用JHBX-3C应变片，粘贴胶水为JH-496。测试仪器采用南京聚航科技有限公司的JHMK残余应力测试系统，由JHYC静态应变仪和JHZK钻孔装置组成。软件进行设置后，自动实时计算残余应力，并实时显示和保存应力应变数值，测量直观明了，精度高。

按照电阻应变片粘贴工艺在复合材料板上粘贴电阻应变片，贴片自然干燥24小时后进行试验。将各测点电阻应变片导线与JHYC静态应变仪连接，然后进行钻孔，小孔孔径1.5mm，孔深2.0mm，钻孔完毕后，待数据稳定后，记录其应变数值。

各测点残余应力计算结果见表1。

本次实验采用盲孔法对复杂材料进行残余应力测试，试验结果表明方法是可行。测出各测点的应变值：最大残余应力发生在15号测点，应力为3.712MPa；最小应变发生在20号测点，应力为1.40MPa。