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摘要:本文件规定了金属材料残余应力场测定的变形力法的原理、试验设备、试样要求、试验步骤和结果计算。本文件适用于采用变形力法对金属材料中残余应力场进行定量测定。
Title:Determination of Residual Stress Field in Metallic Materials - Deformation Force Method
中国标准分类号:J51
国际标准分类号:77.040.10
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拓展解读
在金属材料残余应力场测定领域,变形力法作为一种重要的检测手段,在实际应用中具有广泛的价值。以TSCGS 317002-2023《金属材料 残余应力场的测定 变形力法》为例,其中关于“加载方式”的规定与2019版相比发生了显著变化,这种变化直接影响了测试结果的准确性和操作流程的规范性。
以加载方式为例,新版标准明确了加载装置必须具备精确控制加载速率的功能,并且要求在整个加载过程中实时监测载荷值和位移量。这一改动旨在解决以往因加载速度不一致导致的数据偏差问题。例如,在对某不锈钢构件进行残余应力测定的过程中,若采用旧标准规定的粗放型加载设备,则可能由于加载速率过快或过慢,使得测量得到的应力值偏离真实情况。而按照新版标准的要求,使用带有自动调控功能的加载装置后,可以确保每次试验条件的一致性,从而提高数据的可比性和可靠性。
具体操作时,首先需要根据试样尺寸选择合适的加载装置,并校准其精度。然后将试样固定于加载台上,连接好位移传感器和载荷传感器。启动加载程序后,观察仪器显示界面,当达到预设的加载目标值时立即停止加载并记录此时的位移量。通过计算公式(σ=ΔF/A·ΔL/L)得出残余应力大小,其中σ代表残余应力,ΔF为加载引起的力差,A为试样的横截面积,ΔL为加载引起的长度变化量,L为原始长度。值得注意的是,在整个加载及卸载阶段都要保持环境温度恒定,避免外界因素干扰实验结果。
此外,新版标准还特别强调了加载过程中的安全注意事项。比如,加载速率不宜超过5MPa/s,以免造成试样过度变形甚至损坏;加载完成后应缓慢卸载,防止突然释放能量引发意外事故。同时,为了保证长期使用的准确性,定期对加载装置进行维护保养也十分必要。
综上所述,通过对加载方式这一关键环节的改进,新版标准有效提升了变形力法测定金属材料残余应力场的技术水平,为相关行业的质量控制提供了更加科学合理的依据。