大型鑄鋁件斷裂殘余應(yīng)力測量與分析

某大型板結(jié)構(gòu)鑄鋁合金件是艦炮裝配的基礎(chǔ)構(gòu)件，在研制過程中，由于鑄造后時效效應(yīng)，沒有出現(xiàn)脆斷現(xiàn)象，但在小批量生產(chǎn)過程中不斷出現(xiàn)構(gòu)件斷裂情況，于是廠家找到聚航科技，希望通過對大型板結(jié)構(gòu)鑄鋁合金殘余應(yīng)力測量研究，分析其斷裂原因。

經(jīng)過雙方商討后，決定采用盲孔法測試大型鑄鋁件殘余應(yīng)力，儀器采用JHMK殘余應(yīng)力測量系統(tǒng)，是由JHYC靜態(tài)應(yīng)變儀和JHZK殘余應(yīng)力鉆孔裝置。

殘余應(yīng)力測量步驟

測試方案的確定

根據(jù)兩個破損構(gòu)件裂紋走向，初步確定了*大殘余應(yīng)力分布，經(jīng)討論決定形成如下測試方案。

1. 沿裂紋走向布局6至7個測試點。

2. 以原投入使用并在使用中沒有破損的原構(gòu)件做參考進行對比測試。

3. 采用振動時效消除殘余應(yīng)力后對新購件殘余應(yīng)力進行對比

實施方法

1. 每個測點處按要求粘貼一片殘余應(yīng)力測定專用應(yīng)變花，測點間距足夠遠(yuǎn)，從而各電阻應(yīng)變花可相應(yīng)作為溫度補償使用。

2. 在電阻預(yù)調(diào)平衡箱上接好橋路，并逐點調(diào)試初始平衡狀態(tài)。

3. 通過儀器矯正，使噴砂打孔裝置的打孔*心與應(yīng)變花孔標(biāo)記*心一致，在打孔設(shè)備安裝牢固后，再次檢查調(diào)整應(yīng)變儀初始平衡狀態(tài)。

4. 啟動打孔設(shè)備，并打出直徑為2α、孔深為H的圓孔。

5. 通過應(yīng)變儀測量該點應(yīng)變花3個方向的應(yīng)變量，并記錄度數(shù)。

經(jīng)*終判斷，大型鑄鋁件斷裂的主要原因是構(gòu)件中殘余應(yīng)力較大，部分位置殘余應(yīng)力超過材料屈服*限。因此構(gòu)件須進行消除殘余應(yīng)力處理。