電瓷絕緣子鑄鐵帽殘余應(yīng)力測試研究

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對高壓絕緣子產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)尺寸，機(jī)械性能，物理性能，產(chǎn)品質(zhì)量可靠性等提出了更高的要求。因此，需要對電瓷絕緣子產(chǎn)品的機(jī)械、物理性能進(jìn)行深入研究。本文主要是對電子絕緣子復(fù)合元件上的鑄鐵帽進(jìn)行殘余應(yīng)力測試，以進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量，設(shè)計(jì)出新型產(chǎn)品，并提供合理參數(shù)。

鑄鐵帽殘余應(yīng)力測試

鑄鐵帽在加工過程中，由于受外力作用而產(chǎn)生不均勻的塑性變形。在受力消除后，鑄鐵帽內(nèi)部將保留一定程度的殘余應(yīng)力，這將影響零件的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。常用的測量殘余應(yīng)力方法有盲孔法、x射線、磁測法。因?yàn)殄?、鑄、焊件中往往存在大量的殘余應(yīng)力，且各處的應(yīng)力不同，所以鑄鐵帽采用盲孔法測其殘余應(yīng)力更為合適。

盲孔法測殘余應(yīng)力的原理是，零件表面可以看成是σ₁、σ₂的二向應(yīng)力狀態(tài)，如果在測點(diǎn)處鉆一個直徑為α的小孔，殘余應(yīng)力就會釋放，使孔附近的材料產(chǎn)生變形。預(yù)先在孔邊黏貼電阻應(yīng)變花，測出應(yīng)變數(shù)值后，可由彈性理論公式計(jì)算出殘余應(yīng)力σ₁和σ₂的數(shù)值。

本次實(shí)驗(yàn)儀器采用南京聚航科技有限公司的JHMK殘余應(yīng)力測試系統(tǒng)，由JHYC靜態(tài)應(yīng)變儀和JHZK殘余應(yīng)力精密鉆孔裝置組成。儀器軟件操作，自動實(shí)時計(jì)算殘余應(yīng)力，并實(shí)時顯示和保存應(yīng)力應(yīng)變數(shù)值，精度高，測量結(jié)果準(zhǔn)確。  

實(shí)驗(yàn)時，在鑄鐵帽每個測點(diǎn)上鉆孔，并粘貼電阻應(yīng)變花。試件鉆孔中殘余應(yīng)力得到釋放，通過電阻應(yīng)變儀測出個測點(diǎn)的應(yīng)變值，用應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系算出鑄鐵帽中的殘余應(yīng)力值。

殘余應(yīng)力測試數(shù)據(jù)分析

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，4號測點(diǎn)的殘余應(yīng)力值最大，為13.29MPa。8號測點(diǎn)的殘余應(yīng)力最小，為8.54MPa，其余各測點(diǎn)的殘余應(yīng)力在9.67-10.92MPa之間，每個測點(diǎn)的殘余應(yīng)力有一定差別。

鑄鐵帽試樣殘余應(yīng)力測量結(jié)果表明，其殘余應(yīng)力均為殘余拉應(yīng)力，在一般情況下，如果零部件存在著殘余拉應(yīng)力，它會降低零構(gòu)件的強(qiáng)度；如果存在殘余壓應(yīng)力，它會降低零構(gòu)件的強(qiáng)度，對脆性材料尤為明顯。在加工零構(gòu)件時，時效處理不容忽視，可以進(jìn)行自然時效或者人工時效，最大限度的降低零構(gòu)件的殘余應(yīng)力。

鑄鐵帽為緊固件，在擰緊固定時注意不要用力過大，要均勻地施加緊固力。這樣也會降低鑄鐵螺帽的殘余應(yīng)力。

總結(jié)

試驗(yàn)結(jié)果表明，用盲孔法測點(diǎn)鑄鐵帽的殘余應(yīng)力是可行的。在測量過程中，電阻應(yīng)變片粘貼是非常關(guān)鍵的，因?yàn)槠涫莻鞲性?，其粘貼質(zhì)量直接影響測量結(jié)果，所以一定要嚴(yán)格按照貼片工藝粘貼，這樣才會得到令人滿意的測試結(jié)果。