盲孔法測量殘余應力鉆孔裝置 使 用 說 明 書

【資料簡介】

盲孔法測量殘余應力鉆孔裝置

使用說明書

 

盲孔法殘余應力測量步驟：

1.箔式應變花粘貼于被測工件表面。

2.應變花各個應變片連接到應力測量儀上并調(diào)零。

3.鉆具安裝固定于工件上對準應變花中心。

4.鉆孔。

5.測讀釋放應變。

6.打印或計算殘余應力。

主要技術(shù)指標：

 對中精度： ±0.025mm

  鉆孔直徑：1.5－3.0mm

   鉆孔深度：0－2.0mm

一、計算公式

盲孔法測量殘余應力的原理是，采用特制的箔式應變花粘貼在被測工件表面，其各個應變片和參考軸方向如圖1所示，在應變花中心鉆一小孔，通常孔徑1.5mm～3mm，孔深1.5mm～3mm，鉆孔引起局部應力釋放，從而產(chǎn)生釋放應變，由應變花連接到應力測量儀測量出釋放應變，通過公式（1）就可以計算出孔深范圍內(nèi)的平均殘余應力大小和方向。

ε₁、ε₂ 、ε_{3   ————}  應變花三個單元釋放應變，單位με；

σ₁ 、σ_{2 ————} 殘余應力zui大、zui小主應力，單位MPa；

θ—— σ₁與ε₁方向的夾角，順時針取向，如果ε₃≥ε₁，        θ=θ，如果ε₃＜ε₁，θ=θ+90°；

E，A，B —— 材料彈性模量和釋放系數(shù)。

A、B釋放系數(shù)與孔徑、孔深、應變花幾何尺寸及被測材料泊松比μ有關(guān)，需實驗標定。如果采用TJ120—1.5—φ1.5應變花在普通鋼上測量：

 A=-0.07255    B=-0.1514

二、操作步驟

1.工件表面制備

粘貼應變花的表面用粒度60目砂輪或砂布打磨除銹，再用100目左右的砂布交叉打磨，表面粗糙度達到Ra3.2～6.4，面積不小于應變花面積的四倍。用劃針輕輕劃出貼應變花的測點位置，劃十字線。用丙酮清洗粘貼表面，建議用棉花球或紗布多次擦洗直至棉花球或紗布上無污點為止。

注意：表面制備對應變花粘貼質(zhì)量非常重要，必須保證粘貼表面無油污，清洗過的表面不許和手接觸。清洗過的表面應立即貼片，不要擱置，以免金屬表面再次生銹。

 

2.應變花的粘貼

（1）應變花粘貼前應作外觀檢查，不允許有折皺。

（3）粘貼應變花可選用快速固化的502膠，在應變花粘貼面滴上一小滴膠液，薄薄一層，越薄越好，以1號應變片對準參考軸，放置在工件表面上，在應變花上面覆蓋一張聚四氟乙烯薄膜，用手指按壓薄膜3～5分鐘。

（5）固化時間一般5～6小時即可進行測量。

 

3.連接導線

（1）將應變花6根引線輕輕拉起，在應變花基底部位粘貼滌綸絕緣膠帶與應變花基底相連，防止應變花引線接觸金屬表面。

（2）在絲柵部位覆蓋一小塊絕緣膠帶，并將引出線蓋住一部分，一方面鉆孔時防止鐵屑損壞應變片絲柵或引起短路，另一方面加固引出線以免被拉斷。

（3）建議使用接線端子，將端子用502 膠粘在應變花附近，用20～30W電烙鐵先將應變片引線與端子焊接，再把端子與導線焊接起來。

（4）將測量應變片引出的導線連接到應力測量儀相應的接線柱A、B上，補償片引出的導線接到接線柱B、C上。

（5）對粘貼好的應變片進行絕緣檢查，絕緣電阻一般在100MΩ以上即可。

（6）應力測量儀調(diào)零，檢查讀書是否穩(wěn)定，有無漂移。如有漂移，應檢查應變花的焊點是否虛焊，絕緣電阻是否達到規(guī)定要求。如果都不能排除，需重新貼片和連線。

 

4.安裝固定鉆具對中

（1）將鉆具（帶上放大鏡）放在工件表面上，在放大鏡里觀察，初步對準應變花中心位置。

注意：事先將鉆具高度水平調(diào)好。盡可能調(diào)節(jié)三支腿高度一致，保證鉆桿垂直工件表面，高度越低，鉆具穩(wěn)定性越好。

（2）鉆具固定腳與工件接觸面縫隙處涂少許502膠水，一般等待3分鐘左右即可，冬季可用吹風機吹熱風加速固化。固化后擰緊固定腳上的鎖緊帽將鉆具固定于工件表面。

（3）松開、suo緊壓蓋，微調(diào)4個對中調(diào)節(jié)螺絲，使放大鏡的十字線中心與應變花的中心標記盡量重合。一般情況下，由于對中放大鏡加工精度有限，其十字線中心不*是放大鏡的中心，此時，轉(zhuǎn)動放大鏡，其十字中心應圍繞應變花中心等距離轉(zhuǎn)動表明放大鏡中心與應變花中心重合。對中后鎖緊壓蓋。

（4）應力測量儀重新調(diào)零。

 

5.鉆孔

（1）取出帶端銑刀的鉆桿擦干凈，插入鉆套里輕輕轉(zhuǎn)動，劃去應變花鉆孔部位的基底。

（2）應力儀測讀每個應變片的讀數(shù)，一般變化不大。應力儀重新調(diào)零。

（3）取出帶Φ1mm麻花鉆的鉆桿，擦干凈，滴上潤滑油插入鉆套里，松開深度定位卡圈，塞入深度控制塊，之后固定卡圈。

（4）把手電鉆通過萬向節(jié)套到鉆桿上，調(diào)壓器電壓調(diào)至110V，啟動手電鉆，手持電鉆盡可能保持垂直工件表面，壓力適中，鉆孔時間3分鐘左右，鉆到預定孔深，撥出鉆桿。

（5）使用帶Φ1.5mm麻花鉆的鉆桿擴孔，步驟同（3）、（4），只是調(diào)壓器調(diào)至70伏左右（轉(zhuǎn)速120rpm左右），進刀量盡可能小，鉆到預定深度撥出鉆桿。

（6）鉆孔后待1～2分鐘測讀應力儀讀數(shù)并打印結(jié)果。

 

6.計算釋放應變

將應變讀數(shù)減去附加應變-39με，即得鉆孔后殘余應力引起的釋放應變，由公式（1）即可計算殘余應力。

注意：-39με系指用TJ120—1.5—Φ1.5應變花在軟鋼、低合金鋼、中碳鋼上鉆Φ1.5mm孔時的附加應變，在其他材料上鉆孔需重新標定。

 

7.拆卸鉆具

（1）松開、suo緊螺帽取下鉆具。

（2）用拔桿擰入固定腳上的螺紋部分，輕輕搬動即可取下固定腳。

（3）在砂布上磨去固定腳上的殘留膠。

（4）測量完畢后，將鉆桿、鉆套和放大鏡擦干凈，涂防銹油，連同其他部件裝入包裝箱內(nèi)。

 

三、注意事項

1.鉆具系精密器具，鉆桿與鉆套間隙0.01～0.02mm，每次插桿時必須保持鉆桿、鉆套清潔，防止鐵屑或灰塵粘上劃傷鉆桿和鉆套，使用時應注潤滑油。

2.操作過程中嚴防摔碰。

3.運輸攜帶過程中應注意輕拿輕放。

4.長期不用時應在鉆桿上、鉆套里和放大鏡筒上涂凡士林防銹。