《殘餘應力沿深度分布測試儀的研製》是依託上海交通大學，由陳巨兵擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：殘餘應力沿深度分布測試儀的研製
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：陳巨兵
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
殘餘應力及其沿深度方向分布的測試一直是實驗固體力學研究的難點和熱點。因為殘餘應力的成因很複雜，造成它的大小及分布也非常複雜，尤其是沿深度方向。. 鑽孔測試殘餘應力是最常見的方法，美國ASTM專門制訂了電阻應變花結合鑽孔測量殘餘應力及其沿深度分布的標準。由於電阻應變花在測量鑽孔過程的釋放應變存在難以克服的缺陷，限制了該方法的測量精度。. 本項目套用自己已經研製成功的光柵應變花替代電阻應變花，結合雲紋干涉技術，在每次鑽孔中可以得到三個獨立的線應變場。既可以滿足鑽孔法測試殘餘應力沿深度方向分布所需的三個線應變，又能夠解決電阻應變花方法中的鑽孔定位問題、平均應變問題和鑽孔所產生的附加變形問題，能夠比較準確地測量每次鑽孔時所釋放的應變，從而提高殘餘應力及其沿深度方向的分布。
結題摘要
按照申請書的預定研究內容和目標，研製成功一套殘餘應力沿深度分布測試儀，實現沿深度方向殘餘應力分布的測試。該儀器採用面內三方向雲紋干涉技術，結合鑽孔方法，通過測量每次鑽孔後所釋放殘餘應力帶來的變形確定對應的殘餘應力大小和方向。 本項目所研製的立式三方向面內雲紋干涉儀屬於國內外首創，它能夠在同一平面內形成0°、45°和90°三個方向互相獨立的干涉條紋。當被測試件發生變化時，便形成三個對應的位移場，對這三個位移場沿各自方向求導即可得到三個方向的線應變。這三個方向上的線應變即鑽孔法測試殘餘應力所需的。同時採用立式布置各個光學元器件，抗干擾能力強，穩定性、一致性好。 在測量的三個光路方向上均裝有PZT相移器，相移精度高，可實現條紋最小λ/20的微小相移量，通過相移與位移的關係算法可計算應變、應力值，從而實現測量結果的數位化。 作為本項目主要硬體之一的鑽孔裝置，採用高精密的滾珠絲槓和步進電機控制，開發一種可程式控制的、高精度的鑽孔系統。 鑽孔位置定位誤差小於10μm，鑽孔深度誤差小於5μm。 另外，該儀器可以作為獨立的雲紋干涉儀，能夠適用於200-1200lines/mm的光柵進行單方向、兩個方向和三個方向的雲紋干涉測量。 本項目所研製儀器的主體部分已經申請公開了2項專利，發表相關論文18篇，培養畢業2名研究生，6名在讀。
