DOI:10.11973/wsjc202010001
残余应力的表征
巴发海，刘宇希
（上海材料研究所上海市工程材料应用与评价重点实验室，上海200437）摘要：机械构件及产品制造过程中必然会引入残余应力，残余应力对构件性能和服役寿命有重要影响。残余应力的测试方法众多・X射线测试技术作为一种非破坏性测试方法•由于其理论成熟、方法简单，在工程上得到了广泛应用。分析了残余应力的表征问题•对残余应力定义、表征中的几个易混淆概念从弹性力学的角度做了进一步解释；分析了线性拟合和椭圆拟合的条件。 关键词：残余应力；X射线法；测量
中图分类号：TG115.28文献标志码：A文章编号:1000-6656（2020）10-0001-03
Characterization of residual stress
BA Fahai.LIU Yuxi
（Shanghai Key Laboratory of Engineering Materials Application and Evaluation,Shanghai Research Institute of Materials,
Shanghai200437,China）
Abstract:Residual stress will inevitably be introduced during the manufacture of mechanical components and products.Residual stress has an important impact on component performance and service life.There are many methods for testing residual stress.As a nondestructive testing method,X-ray testing technology has been widely used in engineering due to its mature theory and simple method.The characterization of residual stress is analyzed, and several confusing concepts in the definition and characterization of residual stress are further explained from the perspective of elastic mechanics；the conditions of linear fitting and ellipse fitting are analyzed.
Key words：residual stress；X-ray method；measuring
1残余应力的概念与本质
GB/T7704—2017《无损检测X射线应力测定方法》给出了比较明确的残余应力定义：在没有外力或外力矩作用的条件下，构件或材料内部存在自身保持平衡的宏观应力。每个截面上的内力平衡.相当于每个轴内力矩相互抵消，如果平衡破坏，将产生宏观尺寸的变化。 特点1：局部均匀。残余应力本质即指在宏观材料区域（很多个晶粒范围）内几乎均匀（大小和方向）分布的应力。但由于工程材料的不均匀性和各
收積日期:2020-03-13
作者简介：巴发海（1966-）.男•博士.教授级高级工程师.主要从事残余应力测试分析、失效分析、疲劳'髙温持久嫦变等方面的研究
通信作者：巴发海.bafahai©163 向异性，实际是宏观的局部均匀。
特点2：多相材料不同相的应力是不同的，但总体上（总和）是保持宏观平衡的。如a+0双相黄铜经3%的拉伸后，a相为压应力/相为拉应力；钢中变形后的铁素体为压应力，渗碳体为拉应力。而总应力则是各相应力的代数和。
特点3：在工程上，残余应力可以和外部服役应力产生叠加效应，恶化服役应力的状态，而这往往是材料或构件早期快速失效的重要原因之一。如腐蚀环境中可引起应力腐蚀，大锻件热处理不到位时的应力残留过大可引起滞裂。一般滞裂的时间不确定.与有无叠加外力无关。
残余应力测定中主要涉及到4个应力概念：正应力（。）为垂直于考察截面（某个测试平面）的应力分量；剪应力（r）为相切于考察截面（某个测试平面）的应力分量；主应力为材料内某一点以"=（”「”2，
心）为法向量的微面积元上r=0时的正应力，即不
应力测试2020年第42卷第10期
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