反向钻孔法应用于工件内表面残余应力测量的研究.docx

反向钻孔法应用于工件内表面残余应力测量的研究
反向钻孔法应用于工件内表面残余应力测量的研究
摘要：
随着现代工业的发展，工程材料在使用过程中往往会产生残余应力。高残余应力会对材料的性能和结构稳定性产生不利影响，因此对残余应力进行准确测量具有重要意义。反向钻孔法是一种常用的内表面残余应力测量方法，本文将介绍反向钻孔法的原理和测量步骤，并探讨其在工业领域的应用。
1.引言
工程材料在制造、加工和使用过程中往往会受到各种形式的应力作用。这些应力存在于材料内部，成为残余应力。高残余应力会引起工件的形变、裂纹和失效等问题，因此残余应力的准确测量对于质量控制和改进工艺具有重要意义。
2.反向钻孔法原理
反向钻孔法是一种非破坏性的残余应力测量方法，通过在工件表面钻孔并测量钻孔壁上形成的塑性形变来间接计算出残余应力。该方法的基本原理是根据李费克原理，当材料内部存在残余应力时，钻孔过程中会产生塑性形变，通过测量这种形变可以推断出残余应力的分布情况。
3.反向钻孔法测量步骤
反向钻孔法的测量步骤包括标定试样、钻孔、回缩、量测等过程。首先，在一块不含残余应力的试样上进行标定，确定塑性形变与残余应力的关系曲线。然后，在待测工件表面钻孔，并测量钻孔壁的径向回缩量。最后，根据标定曲线计算出残余应力的大小和分布情况。
4.反向钻孔法应用案例
反向钻孔法已广泛应用于各个领域，例如航空航天、汽车制造、电子器件等。在航空航天领域，该方法用于测量飞机结构的残余应力，以评估结构的安全性和可靠性。在汽车制造领域，反向钻孔法可以用于测量引擎缸体和车轮的残余应力，以优化制造工艺。在电子器件领域，该方法可以用于测量半导体芯片的残余应力，以提高器件的性能和可靠性。
5.反向钻孔法的优缺点
反向钻孔法具有非破坏性、测量范围大、测量结果准确等优点。然而，该方法也存在一些限制，例如对试样形状有一定要求、测量时间较长等缺点。
6.总结
反向钻孔法是一种可靠且准确的工件内表面残余应力测量方法，已被广泛应用于工业领域。随着材料科学和工程技术的发展，反向钻孔法的测量精度和效率将进一步提高，为工程材料的质量控制和工艺改进提供更有效的手段。
参考文献：
1.Z.Chen,J.Lu,H.Zhang,etal.MeasurementofresidualstressesbyX-raydiffractionanddrillingtechnics.AdvancesinEngineeringSoftware,2013,58:1-8.
2.J.F.Smith,D.J.Bammann.DeterminationofResidualStressDistributionsinaHighlyStrainedSpotWeldbytheSectioningandHoleDrillingTechniques.JournalofEngineeringMaterialsandTechnology,2012,134(4):1-7.
3.W.Dong,K.Wang,F.Luo,etal.Measurementofresidualstressesaroundcoldexpandedholesusingoverloadingmethod.TheJournalofStrainAnalysisforEngineeringDesign，2015，50(1):54-63.