用压痕法测量316L钢的残余应力和硬化指数.pdfVIP

2012年 4月 机床与液压 Apr．2012 第40卷 第8期 MACHINET0OL HYDRAULICS Vo1．40No．8 DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．08．056 用压痕法测量 316L钢的残余应力和硬化指数 官春平 (广东轻工职业技术学院，广东广州510300) 摘要：采用量纲分析方法建立了尖压头压痕的量纲一的函数，基于有限元仿真技术，通过正分析，得到了量纲一的函 数的拟合关系式。通过压痕实验和反演方法，可以获得316L钢的残余应力和硬化指数值。该方法具有实施方便、成本低、 对工件损伤小等特点，特别适合现场测量。 关键词：压痕；残余应力；316L；量纲分析 中图分类号：TB302．3 文献标识码：A 文章编号：1001—3881(2012)8—160—4 MeasurementofResidualStressandStrain-hardening Exponentof316L SteelbyUsingIndentationMethod GUAN Chunping (GuangdongIndustryTechnicalCollege，GuangzhouGuangdong510300，China) Abstract：Non．dimensionalfunetionofsharp indentationwasbuiltbyusingdimensionalanalysis．Based on FEM andforward analysis，thefittingexpressionofnon-dimensionalfunctionwasobtained．Theresidual stressandthestrain-hardeningexponentwere determinedbyusingindentationtestandreverseanalysis．Thismethodhascharacteristicsofeasytoimplement，low cost，lessdam- agetoworkpiece． Itisparticularlysuitableforfieldmeasurements． Keywords：Indentation；Residualstress；316L steel；Dimensionalanalysis 目前，残余应力的测量方法有很多种…，但在有 压痕面积的大小，精度得到了很大提高，但在实际应 些场合，如涂层材料 、纳米材料等的材料性能试验， 用中存在一定的困难。不少学者提出了各种不同的方 传统残余应力试验方法却无法使用，此时广泛采用压 法以避免通过测量压痕的大小来测量残余应力，用得 痕法来测量材料的力学性能。压痕法能测量材料的很 最多的是量纲分析法 。 多力学性能，如弹性模量、屈服强度 、抗拉强度、硬 CHEN等 使用量纲分析，通过大量的有限元仿 化指数、硬度 一、残余应力等。 真来研究平面二等轴残余应力对测量块体材料或涂层 1996年，TSUI等 对 AL8009合金进行了一系列 的硬度和刚度的影响。研究发现 ：接触刚度、硬度和 的纳米压痕实验，利用载荷 一位移曲线和压痕形状， 压痕功对于残余应力比较敏感，特别是具有较高屈服 研究材料所受的表面应力对压痕塑性的影响，发现： 应变的材料。采用参数辨识，通过简单的压痕实验就 当材料受拉应力时，压头使材料表面产生的压痕显然 可}贝4量屈服强度、弹性模量和平面内的残余应力 ，而 要比不受残余应力时的要大；当受压应力时，压痕又 且不需要参考试样。 要比不受残余应力时的要小。因此，可以认为显微硬 1 量纲分析 度和残余应力场