云紋干涉法高溫實(shí)驗(yàn)技術(shù)與殘余應(yīng)力的測量研究.pdf

1、云紋干涉法是應(yīng)用高密度衍射光柵和激光干涉技術(shù)進(jìn)行位移和變形測量的一種現(xiàn)代光測力學(xué)實(shí)驗(yàn)方法，這種方法具有高靈敏度、全場分析、實(shí)時(shí)觀測、高反差條紋、非接觸測量等優(yōu)點(diǎn)，自從它的誕生之日起就受到廣大實(shí)驗(yàn)力學(xué)工作者的高度重視，人們對云紋干涉法進(jìn)行了大量的研究，取得了重要進(jìn)展。近年來，已經(jīng)在材料科學(xué)，微電子封裝，無損檢測，斷裂力學(xué)，細(xì)觀力學(xué)，殘余應(yīng)力測量等許多領(lǐng)域中獲得了成功的應(yīng)用，是一種具有發(fā)展和應(yīng)用前景的實(shí)驗(yàn)力學(xué)方法。 本文主要對一些航

2、空材料在高溫狀態(tài)下的力學(xué)性能測試以及研究云紋干涉與鉆孔法測量殘余應(yīng)力的實(shí)驗(yàn)方法及其應(yīng)用。主要研究了以下幾個(gè)方面的內(nèi)容： 在分析相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，首先闡述了云紋干涉法的波前干涉理論和零厚度光柵的制作方法。接著采用激光干涉裝置對航空高溫合金材料在高溫下的斷裂韌性、彈性模量和泊松比等力學(xué)性能進(jìn)行了測試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，材料的彈性模量一般隨著溫度的增加而下降，而泊松比隨溫度的增加而升高。其中，用云紋干涉法來測量高溫下金屬材料平面斷裂韌性K

3、IC的測試方法，其部分結(jié)論和方法已經(jīng)被有關(guān)單位吸收采納為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 第二，闡述了殘余應(yīng)力的概念及其產(chǎn)生原因，并介紹了目前測定殘余應(yīng)力的方法，其中詳細(xì)分析了鉆孔法測殘余應(yīng)力的基本原理。由于應(yīng)變片只能得到其長度范圍內(nèi)的平均應(yīng)變，測量誤差比較大。本文提出用云紋干涉法測量的位移信息代替應(yīng)變片測量的應(yīng)變信息來確定殘余應(yīng)力。通過鉆孔獲得材料殘余應(yīng)力的釋放，用云紋干涉法測得其釋放位移，利用彈性力學(xué)中應(yīng)力和應(yīng)變關(guān)系理論推導(dǎo)出云紋法測量殘余應(yīng)力的