Page 29 - 理化检验-物理分册2021年第十一期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202111004

不同 X 射线残余应力测定方法的原理与应用

程时美

( 邯郸市爱斯特应力技术有限公司, 邯郸 056107 )
摘 要: 对两种 X 射线衍射残余应力测定方法及原理进行了详细的介绍, 分析了不同测定方法
2 法与cosα 法的主要区别和适用性, 以及 角的设置对残余应力
的选用依据和特点, 介绍了sin ψ ψ
测定结果的影响。

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关键词: sin ψ 法; cos α 法; 残余应力; X 射线衍射; 应力测试方法

中图分类号: TG111 文献标志码: A 文章编号: 1001-4012 ( 2021 ) 11-0013-07

Princi p leandA pp licationofDifferentX-Ra yResidualStressMeasurementMethods

CHENGShimei

( HandanSTStressTechnolo g iesCo. , Ltd. , Handan056017 , China )

Abstract : TwoX-ra y diffractionresidualstressmeasurementmethodsand p rinci p leswereintroducedindetail , and

2
anal y zedselectionbasisandcharacteristicsofdifferentmeasurementmethods.Themaindifferenceanda pp licabilit y ofsin ψ

methodandcosαmethod , andtheinfluenceofsettin g of ψ an g leonresultsofresidualstressmeasurementwereintroduced.

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Ke y words : sin ψ method ; cosα method ; residualstress ; X-ra y diffraction ; methodofstresstestin g
残余应力是第一类内应力的工程名称。残余应 实验室仪器, 也有适用于现场测量的便携式仪器, 还
力在工件中的分布一般是不均匀的, 而且, 残余应力 有适于特殊场合的专用检测装置。
会对工件的静强度、 疲劳强度、 形状尺寸稳定性和耐 采用 X 射线衍射法测定残余应力, 最早是由俄
蚀性等会产生显著的影响 [ 1 ] 。因此, 残余应力的测 国学者阿克先诺夫在1929年提出, 把材料的宏观应
定非常重要。 变等同于晶格应变。 1961年德国学者 Macherauch
残余应力测定方法可分为有损检测法和无损检 基于这个思路研究出sin ψ 法, 使得 X 射线衍射测
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测法。有损检测法是通过机械加工的方式将被测工 定残余应力逐渐成为成熟的、 具有可操作性的测试
件的一部分去除, 局部残余应力得到释放从而产生 技术。

相应的应变和位移, 根据相关力学原理推算工件的 X 射线衍射测定残余应力技术经过 60a的发
残余应力。常用的有损检测方法有钻孔法与环芯 展, 开展出多种不同的测量方法。目前 X 射线衍射
法。无损检测法是利用残余应力会引起材料中某一 测定残余应力技术主要有sin ψ 法与cos α 法两种。
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物理量( 如晶面间距、 超声波在材料中的传播速率或 1 X 射线衍射残余应力测定方法分类
磁导率) 的变化, 通过建立此物理量与残余应力之间
的关系, 测定相关物理量从而计算出残余应力。常 为了掌握 X 射线衍射残余应力测定技术, 有必

用的无损检测方法有 X 射线衍射法、 中子衍射法、 要其方法进行归纳。

磁性法与超声法, 其中, X 射线衍射法因其原理较为 ( 1 ) X 射 线 衍 射 残 余 应 力 测 定 方 法 可 分 为
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成熟、 方法较为完善, 是目前在国内外应用最为广泛 sin ψ 法、 cosα 法。

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的方法, 其测试设备也越来越完善, 既有功能齐全的 ( 2 ) sin ψ 法按照残余应力计算方法分类, 可分
为2 θ 法、 d 值法、 应变法。

2 法按 与2θ 的几何关系分类, 可分
( 3 ) sin ψ ψ
收稿日期: 2021-06-16
作者简介: 程时美( 1986- ), 男, 工程师, 主要从事 X 射线残余应 为同倾法、 侧倾法。
( 4 )按 X 射线管、 计数管扫描方式可分为固定

力测试技术工作, chen g 353426@163.com
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