钢材应力的测试方法

2025-02-11 09:50 陕西钢结构 华邦钢结构

　　一、小孔法

　　采用在结构件表面钻孔的方式释放表面应力，并用预先粘贴好的三向应变片测量钻孔前后的应变松弛，通过应变片测量材料应力释放前后的应变量，运用相应的应力学公式计算出对应的主应力值及主应力方向。

（钢材应力的测试方法）

　　二、环芯法

　　在待测工件上贴应变花，并在应变花周围铣一直径为D的浅环槽，将其中的环芯部分从工件本体分离开来，残留在环芯中的应力同时被释放出来，最终将应变花测得的应变结果带入相应的应力计算公式，即可得到工件待测点的主应力及其方向。

　　三、光弹性法

　　将具有双折射效应的透明光弹性贴片粘贴在被测工件上并置于偏振光场中，当给工件加上载荷时，贴片上产生干涉条纹图。通过测量干涉条纹数目，可确定工件在受载情况下的应力状态。

　　四、云纹干涉法

　　将光栅粘贴在试件待测面上，两束相干准直光以一定入射角对称入射到试件栅上，在试件表面法线方向上得到干涉条纹;当试件受力变形后，试件栅随之变形，干涉条纹的级数和间距将发生变化，根据弹性力学的几何方程，可以计算出应变场及应力。

　　五、金属磁记忆法

　　从铁磁金属表面拾取地磁场作用下的漏磁场信息，处于地磁环境下的铁磁构件受载荷的作用，应力和变形集中区会发生具有磁致伸缩性质的磁畴组织定向和不可逆的重新取向。这种不可逆变化在工作载荷消除后会保留下来，并在应力与变形集中区形成漏磁场感应强度的变化，即切向分量有最大值，而法向分量改变符号且具有零值点，通过检测铁磁构件表面磁场分布情况，如磁场法向分量及梯度等特征参数来推断应力状态。

　　六、X射线衍射法

　　基于X射线衍射理论，当一束波长为λ的X射线照射在晶体表面时，会在特定的角度(2θ)上接收到X射线反射光的波峰，这就是X射线衍射现象。衍射角2θ与X射线的波长λ、衍射晶面间距d之间遵从布拉格定律：2dsinθ=nλ。通过测定衍射角θ，即可由布拉格方程得到受力之后的晶面间距，继而得到相应的残余应力值。

　　七、中子衍射法

　　测定残余应力的原理与X射线法的一致，不同的是中子的穿透能力更强，对于大多数工程材料而言可以达到厘米级别，因此中子衍射法可以测得试样内部更深处的应力分布。

　　八、超声法

　　利用超声波在介质中传播时遇到应力区域的声速、衰减等特性会发生变化的原理，通过测量超声波的相关参数变化来推算应力大小。

　　钢材应力的测试方法多样，每种都有其独特的优势和局限性。选择哪种方法取决于具体的应用场景和需求。在实际应用中，应根据具体情况选择合适的测试方法，以确保准确、有效地评估钢材的应力状态。

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