[发明专利]一种测定盲孔法残余应力测试系统精度的方法

说明书

技术领域

本发明属于精度测定技术领域，特别涉及一种测定盲孔法残余应力测试系统精度的方法。

背景技术

热轧板卷在开平定尺后，经常出现的“弓背”、“瓢曲”现象。其原因主要是在开平过程中板料上下表面(板卷外内表面)塑性变形的不均而导入残余应力引起的。太大的残余应力及其不合理分布将导致钢板在用户处机械/火焰切割后钢板的翘曲或扭曲而无法使用。通过盲孔法测试及分析开平前后卷板的残余应力的分布规律，可为不同钢种不同规格不同工艺的热轧卷板制定较为完善的开平工艺提供直接的数据支持。

但是，对于盲孔法测试残余应力，由于其影响因素比较多，贴片的质量、钻孔的偏心度、附加应变等都对测试结果有影响，特别是采用电钻进行钻孔时，在钻孔过程中产生的附加应变、钻孔偏心等影响因素对测试结果的影响非常大，而高速气钻相对电钻打孔来说，精度高很多，但同样无法得知其测量的准确性。

目前国际上尚无明确的标准和方法来验证盲孔法残余应力测试系统的精度，中国船舶行业标准CB 3395和美国材料实验协会标准ASTM E 837为减少实验误差，对钻孔偏心和孔边塑性变形在一定范围内有具体的修正方法，但对整个盲孔法残余应力测试系统的精度如何来评定未作说明。本发明针对盲孔法残余应力试验之前测试系统精度的校准，提出一种测定盲孔法残余应力测试系统精度的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测定盲孔法残余应力测试系统精度的方法。在一定的经验值以内，可认为该测试系统的精度较高，可直接进行实际试样板测试。测试系统精度超过一定的经验值，则认为测试系统的误差偏大，先对相关影响因素进行调整和修正，误差小于经验值之后再进行实际试样板测试。

本发明具体工艺步骤如下：

(1)试样板取样：选择一块材质与厚度同实际测试板一致的试样板，平面尺寸不小于150mm×150mm，以能放入热处理炉为准。

(2)去应力退火：将试样板放入热处理炉，随炉加热到试样板材料共析温度(Ac1)以下50-150℃，保温时间1-3h，随炉冷却至室温。

(3)试样表面制备及应变片的粘贴：在退火板上选择3-10个测试点，对测试点位置表面进行打磨和清洗，然后在测点位置粘贴应变片，并固化6个小时以上。粘贴应变片时，应变片间距大于15D₀，其中D₀为钻孔装置的钻头直径。

(4)数据线的链接：用电烙铁将导线与应变片引线焊接在接线端子上，然后将导线连接到应变记录仪上。

(5)试验参数设置：根据试验要求，在应变记录仪上进行参数设置，包括通道选择、电桥选择、灵敏系数(K)的输入、调零、进入试验记录状态。

(6)钻孔：将钻孔装置固定在试样板上，并对准应变片中心位置进行打孔，孔的深度与直径的比值控制在1.0-1.2之间。

(7)数据的采集：试验中释放的应变值通过应变记录仪记录下来。

(8)数据的处理：根据中国船舶行业标准CB 3395中的相关公式(1)-(5)计算出残余应力。

(9)精度的确定：将退火板的残余应力视为零，则对该退火板进行残余应力测试得到的最大零值误差即为该批次测试系统的精度。

本发明的优点在于：

(1)使用退火板作为测试材料，取材方便、热处理简单，去应力退火后测试板的残余应力很小，近视为零，可靠性高。

(2)以退火板残余应力测试的最大零值误差作为系统精度，能够定量反映盲孔法残余应力测试系统的精度。为热轧高强度钢板开平前后残余应力测试提供精确稳定的系统精度，为精确测试高强板残余应力提供直接的数据支持，使高强钢板由于矫直过程导入的残余应力及其不合理分布导致钢板在用户处机械/火焰切割后钢板的翘曲或扭曲而无法使用的情况得到明显改善。

附图说明

图1为退火板取样及在退火板上选择测试点的示意图。

图2为应变片的示意图。其中，R1、R2、R3为应变片上三组应变栅。

图3测试过程的流程示意图。

图4对退火板测试得到的残余应力分布图。其中，σ_x表示轧制方向残余应力的大小，σ_y表示宽度方向残余应力的大小。

具体实施方式

实施例1

一种测定盲孔法残余应力测试系统精度的方法，其包含以下步骤：

1)试样板取样：取一块厚度为8mm，尺寸为400mm×200mm的某高强钢板。