由应力集中引起的孔边塑性变形对小孔松弛法测定焊接残余应力精度的影响及其修正方法

目前,小孔松弛法测定焊接残余应力在推广使用中的主要问题是如何提高其测量精度。标定试件一般是在拉应力σ≤1/3σ_s时确定常数,然后进行实测。我们认为,当残余应力较大时,按弹性范围的标定常数测取残余应力必然产生误差。残余应力越大,误差越大,当σ接近σ_s时,在本文标定中确定的测量误差为19％。文章对如何进一步提高测量精度进行了新的探索,着重对由于孔边应力集中引起的孔边塑性变形而产生的测量误差作了研究。发现当σ>1/2σ_s时测得的释放应变ε是由纯弹性释放应变ε_e和孔边塑性变形的影响ε_p所组成。计算时应在ε中减去ε_p,即用ε_e算得的残余应力才是真值。本文采用修正方法用ε_e代替ε,在σ接近σ_s时,其测量误差已降至2％以下,从而提高了小孔松弛法测定焊接残余应力的精度。     

焊接接头的几何不完善性对其承载能力的影响

目前,国内某些重要的大型焊接结构,如压力容器,存在一定数量的焊接缺陷,迫切需要提出制定安全使用规范或降低使用标准的科学依据。为此,作者利用弹性力学平面问题的有限元法,借助TQ—16计算机,对带有角变形、咬肉、错边和错边修复的四种对接接头进行了计算,找到各自的应力集中系数。通过电测应力实验,对上述计算进行了校验,结果满意。     

关于小孔松弛法测定焊接残余应力的测量精度的探讨

为了提高小孔松弛法的灵敏度,就应使电阻应变计尽可能地靠近孔的边缘。然而,愈是靠近孔的边缘,其压缩塑性应变也就愈大,愈不利于提高测量精度。本文对使用0°、45°、90°应变花(3×2×3-45°型),钻φ3×3的平底盲孔,进行了较深人的研究。我们发现,由于钻削所引起的压缩塑性应变量是不容忽视的;不同的钻孔方法所引起的钻削塑性应变也不同。我们认为,对低碳钢而言,钻削塑性应变最小的钻孔方法是,先用φ2的麻花钻头,钻孔深为3mm,然后再用中φ3的鍵槽铣刀,加工出合乎尺寸要求的φ3×3平底盲孔。平均应变量为-123该数值应当从实測的释放应变量中除去。本文列出了修正残余应力分布的例子,从理论上或实践上看都是合理的。另外,还对小孔松弛法中常用的单片法和应变花法进行了对比。试验结果表明,採用单片法测定板条结构中的纵向焊接残余应力是足够精确的。应变花法适于测定复杂应力场的残餘应力分布,但其计算工作量十分繁杂。     

钻孔法测定焊接残余应力时的塑性释放应变

用钻孔法测定焊接残余应力时，孔边塑性变形对测量精度有很大影响，本文对孔边屈服过程进行了研究，克服了以往在误差修正方法中的缺点，确定了塑性释放应变εｐ与主应力σｉ、σ２和主方向角β的函数关系，用以修正孔边塑性变形引起的测量误差，使得在二维应力状态下的测量误差降至２％以下。