南(nan)京聚(ju)航(hang)科技采用電(dian)測盲孔(kong)法測量(liang)表(biao)面塗(tu)層(ceng)材(cai)料的(de)殘(can)余(yu)應力，在(zai)試(shi)件和表(biao)面(mian)塗層(ceng)結構上進行(xing)測試(shi)，大(da)量客(ke)戶(hu)案(an)例證明(ming)，此(ci)方(fang)法(fa)可(ke)*、有效(xiao)，可(ke)在(zai)實(shi)際工程中(zhong)使用，為(wei)解(jie)決(jue)表(biao)面(mian)塗層(ceng)“爆裂”等(deng)問題(ti)，提供了(le)有效(xiao)的(de)測定(ding)殘(can)余(yu)應力手段(duan)。
在(zai)實(shi)際工程中(zhong)，廣(guang)泛采(cai)用表面(mian)塗(tu)層(ceng)技術(shu)，由於(yu)塗(tu)層(ceng)材(cai)料與基(ji)體(ti)材(cai)料的(de)熱(re)膨脹系數等(deng)特性(xing)不(bu)同，在(zai)進行(xing)各(ge)種(zhong)加(jia)工(gong)處(chu)理(li)，特(te)別(bie)是(shi)熱(re)處理(li)後，表面(mian)塗(tu)層(ceng)會產生殘(can)余(yu)應力而使塗層(ceng)爆裂甚(shen)至(zhi)剝(bo)落(luo)。這(zhe)些問(wen)題的(de)出(chu)現(xian)，使化工(gong)廠的(de)化工(gong)容(rong)器報(bao)廢(fei)，造成(cheng)的(de)直(zhi)接(jie)經濟(ji)損失(shi)，每年(nian)可(ke)達(da)百(bai)萬(wan)元。根(gen)據現(xian)有的(de)各(ge)種(zhong)殘余(yu)應力測量(liang)方(fang)法的(de)比(bi)較，選(xuan)擇使用JH系列(lie)盲孔(kong)法殘余(yu)應力測量(liang)儀(yi)配合(he)JHZK殘余(yu)應力鉆孔(kong)裝(zhuang)置(zhi)，此(ci)方(fang)法(fa)已經廣(guang)泛應用於(yu)金(jin)屬(shu)材(cai)料的(de)測量(liang)，經過多(duo)次案(an)例驗證，在(zai)各(ge)種(zhong)塗層(ceng)厚度(du)、基體(ti)厚度(du)的(de)試(shi)件及(ji)內壁塗(tu)有塗(tu)層(ceng)的(de)容(rong)器進行(xing)測量(liang)，結(jie)果可(ke)*，有效(xiao)。
1、表(biao)面(mian)塗(tu)層(ceng)材(cai)料的(de)殘(can)余(yu)應力測量(liang)原(yuan)理
測量(liang)表(biao)面塗(tu)層(ceng)材(cai)料的(de)殘(can)余(yu)應力使用鉆孔(kong)法，鉆孔(kong)法是在(zai)具(ju)有殘(can)余(yu)應力的(de)的(de)構(gou)件上鉆壹小(xiao)孔(kong)，使孔(kong)區域(yu)部(bu)分(fen)由於(yu)應力釋(shi)放(fang)而(er)產(chan)生(sheng)相應的(de)位(wei)移(yi)和應變(bian)，測量(liang)這(zhe)些位(wei)移(yi)或(huo)應變(bian)，經換(huan)算可(ke)得(de)到(dao)結構(gou)內的(de)殘(can)余(yu)應力。
2、表(biao)面(mian)塗(tu)層(ceng)材(cai)料的(de)殘(can)余(yu)應力測量(liang)技(ji)術(shu)
2.1應變(bian)片(pian)的(de)選(xuan)擇和粘貼(tie)
塗(tu)層(ceng)表面光滑(hua)且耐(nai)腐蝕，為(wei)使試件(jian)的(de)應變(bian)能很(hen)好地傳遞給(gei)應變(bian)片(pian)，須選(xuan)用(yong)合適的(de)應變(bian)片(pian)及(ji)粘貼(tie)劑，應變(bian)片(pian)的(de)基(ji)底要薄(bo)，不(bu)宜(yi)采(cai)用小柵(zha)長的(de)應變(bian)片(pian)，盡可(ke)能(neng)增加(jia)粘貼(tie)面積，確定孔(kong)邊與絲(si)柵(zha)端(duan)部(bu)有壹(yi)定(ding)距離(li)。可(ke)采(cai)用(yong)JH系列(lie)應變(bian)片(pian)粘結(jie)劑，在(zai)粘貼(tie)前(qian)用(yong)*號砂紙將貼(tie)片(pian)區表(biao)面(mian)打磨(mo)，清洗(xi)幹(gan)燥(zao)後(hou)，即可(ke)粘貼(tie)，指(zhi)壓時間(jian)需(xu)長壹(yi)些(xie)，幹(gan)燥後便(bian)可(ke)測試(shi)。
2.2釋(shi)放(fang)系數A、B值(zhi)的(de)標定(ding)
對於(yu)表(biao)面(mian)塗(tu)層(ceng)殘余(yu)應力的(de)測試(shi)，A、B系數值(zhi)的(de)大(da)小還與塗(tu)層(ceng)厚度(du)、基體(ti)厚度(du)等(deng)有關，壹(yi)般(ban)情(qing)況(kuang)下采取實驗標定(ding)的(de)方(fang)法獲得(de)。在(zai)實(shi)驗標定(ding)時(shi)，由於(yu)塗(tu)層(ceng)材(cai)料易脆裂(lie)，可(ke)采(cai)用(yong)等(deng)強度(du)懸臂梁而不(bu)用(yong)拉伸(shen)試(shi)件(jian)，並(bing)以(yi)砝(fa)碼(ma)加(jia)載(zai)的(de)方(fang)式進行(xing)標定(ding)。
為(wei)進壹(yi)步(bu)研究(jiu)各(ge)種(zhong)因素對A、B釋(shi)放(fang)系數的(de)影響，可(ke)采(cai)用(yong)計(ji)算力學的(de)有限元法(fa)計算(suan)出(chu)鉆孔(kong)力學模型的(de)數值(zhi)解(jie)，形(xing)成(cheng)鉆孔(kong)法理論分析(xi)的(de)依(yi)據，對提高(gao)測試(shi)精度(du)、分析(xi)測試(shi)系統誤差都十(shi)分(fen)必要。
從(cong)有限元分(fen)析(xi)可(ke)知(zhi)，為(wei)了(le)準(zhun)確地測量(liang)塗(tu)層(ceng)殘余(yu)應力，要考(kao)慮各(ge)種(zhong)因素對A、B釋(shi)放(fang)系數的(de)影響，壹般(ban)情(qing)況(kuang)下，可(ke)忽(hu)略泊(bo)松比的(de)變(bian)化，但(dan)要考(kao)慮材(cai)料彈性(xing)模(mo)量、塗層(ceng)厚度(du)的(de)不(bu)同，其A、B系數是(shi)不(bu)同的(de)。在(zai)某(mou)壹塗層(ceng)厚度(du)、彈性(xing)模(mo)量下標定(ding)得(de)到(dao)A、B值用(yong)於(yu)其他情況(kuang)時，須根(gen)據有限元計(ji)算結(jie)果進行(xing)相應的(de)修正(zheng)，得(de)到(dao)相應的(de)A、B值(zhi)，這(zhe)樣(yang)也(ye)可(ke)減(jian)小(xiao)試(shi)驗標定(ding)的(de)工(gong)作量。
2.3打(da)孔(kong)方法和附(fu)加(jia)應變(bian)
實(shi)驗采(cai)用(yong)金(jin)剛石細砂制(zhi)成(cheng)的(de)特(te)殊鉆頭(tou)。實(shi)驗表(biao)明(ming)，這(zhe)種打(da)孔(kong)鉆頭(tou)，不(bu)僅(jin)能在(zai)鋼(gang)材(cai)上打(da)孔(kong)，且能在(zai)塗(tu)層(ceng)上有效(xiao)打孔(kong)。在(zai)打(da)孔(kong)時需(xu)註(zhu)入(ru)變(bian)壓器油，以(yi)減(jian)少磨(mo)損及(ji)摩擦(ca)發(fa)熱(re)；采用(yong)這(zhe)種打(da)孔(kong)方法產生的(de)附(fu)加(jia)應變(bian)很(hen)小，附(fu)加(jia)應變(bian)可(ke)忽(hu)略不(bu)計(ji)。
2.4打(da)孔(kong)深度(du)
與有限元計(ji)算壹(yi)致，實(shi)驗表(biao)明(ming)，當(dang)孔(kong)深超過1.5倍(bei)孔(kong)徑時，試件表(biao)面(mian)上的(de)應變(bian)計已感受(shou)不(bu)到(dao)內部(bu)釋(shi)放(fang)的(de)應變(bian)，因此(ci)在(zai)測試(shi)時(shi)，控制(zhi)孔(kong)深稍大(da)於(yu)1.5倍(bei)孔(kong)徑即可(ke)。
2.5溫度(du)效(xiao)應
壹(yi)般(ban)情(qing)況(kuang)而言(yan)，塗層(ceng)材(cai)料的(de)導熱系數低(di)，因此(ci)不(bu)宜(yi)在(zai)應變(bian)片(pian)上覆(fu)蓋(gai)保護(hu)層(ceng)；為取得(de)較好的(de)溫度(du)補償(chang)作(zuo)用(yong)，采用逐點(dian)補(bu)償(chang)方(fang)法(fa)，另外，在(zai)打(da)孔(kong)後因摩擦(ca)生熱而(er)產(chan)生的(de)應變(bian)讀數有變(bian)化，需(xu)等(deng)待(dai)幾(ji)分鐘，應變(bian)讀數穩定後再進行(xing)測試(shi)。
