屈服狀態(tài)下盲孔法測量殘余應力應變釋放系數(shù)的數(shù)值模擬.pdf

1、盲孔法測量殘余應力計算公式是在彈性條件下推導出來的，而有些構件中存在著很大的殘余應力，已達到或超過材料的屈服極限σs，比如一些大型的焊接件，如橋梁、船舶等。這些構件在使用過程中，發(fā)生意外的破壞事故時，除了材料本身的結構和強度因素外，多數(shù)是由于構件內部殘余應力的影響造成的。因此，對屈服狀態(tài)下的殘余應力測量技術和計算方法進行研究，意義非常重大。
　　 為了測量構件屈服狀態(tài)下的殘余應力，必須對盲孔法進行修正，以消除孔邊塑性變形對測量精

2、度的影響。本文介紹了幾種孔邊塑性修正方法。通過建立有限元模型，采用基于孔邊形狀改變比能S的A、B系數(shù)修正法，使盲孔法測量焊接殘余應力的精度得到提高，并且擴大了應力值的測量范圍。主要研究內容及結論如下：
　　 1、根據(jù)盲孔法測量殘余應力的基本原理，標定應變釋放系數(shù)A、B值。有限元模擬標定的A、B值與實驗結果非常接近，A值誤差小于6.56％，B值誤差小于0.74％，可知利用有限元模擬法對應變釋放系數(shù)進行標定是可行的。
　　

3、2、對建立的有限元模型施加較大的應力，當S＞0.34時孔邊開始屈服，對S＞0.34的應變釋放系數(shù)與S的關系圖進行線性回歸分析，得到用盲孔法測量屈服狀態(tài)下的殘余應力時，孔邊發(fā)生塑變后應變釋放系數(shù)的修正公式。經(jīng)塑性修正，修正應力和施加應力之間的偏差均小于7.3％，較未修正前的計算應力和施加應力之間的偏差大幅減少。通過建立復雜應力狀態(tài)下的力學模型進行驗證，可知結合有限元數(shù)值計算的基于孔邊形狀改變比能S的A、B系數(shù)修正法簡單易行、精度高，適合于

4、實際的工程應用。
　　 3、采用有限元模擬法詳細研究了不同的孔深與孔徑比對應變釋放系數(shù)A、B值的影響。通過分析可知，當某個構件的厚度較厚，可采用盲孔法進行標定并修正它的應變釋放系數(shù)A、B值，此時所選的孔深與孔徑比h/d等于1.25，這樣所得A、B值比較準確。由于有限元運算軟件的強大功能，根據(jù)它對盲孔法模型的模擬，可以得到每一個節(jié)點的應力、應變值，因此應變釋放系數(shù)可以通過應變計中點應變法、應變計中點應力法和平均應變法三種方法去標定