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检测分析中心多种残余应力检测方法分享
发布时间：
2024-05-23 10:34
来源：
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应力测量技术研究所（简称“应力所”）以应力分析为主要研究方向，力图打造国内残余应力测量技术最全，测量构件最大，测量深度最深的残余应力测量“三最”技术特色。应力所针对金属材料、无机非金属材料、薄膜材料及复合材料等在加工制造过程中引入的残余应力进行分析研究，为解决由残余应力导致的材料提前失效、尺寸缩胀和服役退化等工程问题，提供国际先进的理论指导和一流的工程技术解决方案。
应力工程技术是以工程构件内部应力场为研究核心，以实验表征和理论预测为基础，有针对性地采取应力处理技术对应力场进行精准调控和优化，以达到符合工程应用的最佳状态，从而实现提高产品质量、改善服役性能、延长使用寿命等应用目的。
残余应力测试服务
应力所目前拥有多种残余应力测量手段，对金属和陶瓷材料实现覆盖不同深度的残余应力测量手段。目前已开发：X射线衍射法、盲孔法、轮廓法、中子衍射法、FIB-DIC等多种残余应力测量技术。同时应力所仍在不断开发推出新的测量技术，如：深孔法、压痕法等技术。以实现全尺度、多角度对比的残余应力测量技术。
内部应力测量
轮廓法残余应力检测➤ 应用领域
金属材料内部残余应力测量。适用领域广泛，最小样品尺寸为2厘米，最大样品尺寸可达1米。适用于复杂工程结构件。
➤ 技术优势
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内部全深度残余应力测量
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空间分辨率高
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测量精度高，误差±5MPa
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不受织构及大晶粒影响
➤ 方法原理
将试样沿选定的目标平面切割开，释放残余应力使切割表面发生微变形，然后利用表面三维形貌测量设备获得切割面轮廓信息，进一步分析处理这些轮廓数据并结合有限元建模计算，最终获得切割平面法向方向的残余应力。
➤ 测量案例
3D打印牙齿轮廓法内部残余应力测量
3D打印模具钢轮廓法内部残余应力测量
齿轮构件轮廓法内部残余应力测量
表面应力测量
X射线衍射发➤ 应用领域
金属等多晶材料表面残余应力测量，如：钢铁、铝合金、镁合金、钛合金、铜合金、镍基合金等。测量深度10μm。
➤ 技术优势
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无损残余应力测量
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空间分辨率高
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测量精度高，标准完善
➤ 方法原理
X射线衍射法是利用X射线穿透金属晶格时发生衍射，并根据布拉格定律测量材料由于晶格间距变化所产生的应变进而计算出残余应力。X射线衍射法是一种适用于晶体材料（即金属）的检测技术，且只能测量材料表面的残余应力。
➤ 测量案例
齿轮表面残余应力测量
核电管道表面残余应力测量
近表面应力测量
盲孔法测试➤ 应用领域
针对试样表面2mm深度的表面残余应力测量技术，适用于金属材料、陶瓷材料、塑料等多种材料。
➤ 技术优势
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微损伤残余应力测量
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不受织构及大晶粒等因素影响
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测量精度高，标准完善
➤ 方法原理
钻孔应变法（下简称钻孔法）是一种测定残余应力的方法。钻孔法用于测定各向同性线弹性材料近表面的残余应力。其步骤包括：在被测物体表面贴上应变花，随后在该应变花上钻孔，再测量被测物体表面所释放的应变。将所测得的应变代入一系列公式便可计算出已去除材料所在部位的残余应力。
➤ 测量案例
直缝焊管盲孔法残余应力测量
瓷砖盲孔法残余应力测量
内部应力测量
中子衍射➤ 应用领域
金属等多晶材料内部残余应力测量，如：钢铁、铝合金、镁合金、钛合金、铜合金、镍基合金等。
➤ 技术优势
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无损残余应力测量
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空间分辨率高
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穿透能力强，可测量材料内部残余应力
➤ 方法原理
中子衍射原理与X射线原理相似，同样是基于布拉格方程，测量材料由于晶格间距变化所产生的应变进而计算出残余应力。但中子束流具有更强的穿透能力，因此可以测量材料内部的残余应力分布。
➤ 测量案例
热等静压重金属钽钨复合板
中子法内部残余应变测量
异种焊接管道中子法内部残余应力测量
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