[发明专利]一种基于载荷测量的残余应力检测方法

权利要求书

1.一种基于载荷测量的残余应力检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

(a)基于构件的计算机几何模型，利用计算机通过有限元方法获得待测点在某约束及加载条件下的仿真应力值；

(b)通过应变实验获得构件上待测点处在与步骤(a)同样约束及加载条件下的实验应力值；

(c)计算上述实验应力值与仿真应力值之间的差，得到构件待测点处的残余应力。

2.根据权利要求1所述的基于载荷测量的残余应力检测方法，其特征在于，约束条件为能够将构件固定；加载条件为：一对与加载点的曲面法线方向一致的集中力，载荷大小以产生的载荷应力不超过构件材料的屈服极限为准。

3.根据权利要求2所述的基于载荷测量的残余应力检测方法，其特征在于，步骤(a)包括如下子步骤：

(a-1)建立构件计算机几何模型；

(a-2)选择对模型的约束方式和加载点，并对模型进行模拟约束和加载；

(a-3)对在加载点施加载荷后的模型进行线弹性有限元静力分析，在分析结果中取待测点的应力值σ'_b1；

(a-4)将上步取得的应力σ'_b1转换到待测点的局部坐标下，得到待测点的仿真应力值σ_b1。

4.根据权利要求3所述的基于载荷测量的残余应力检测方法，其特征在于，若步骤(a-3)分析获得的应力值σ'_b1的分量的最大值小于值0.1MPa，则返回步骤(a-2)调整加载点位置或加大载荷，然后重复步骤(a-3)；若应力值σ'_b1的分量的最大值大于值0.1MPa，则进入步骤(a-4)。

5.根据权利要求3所述的基于载荷测量的残余应力检测方法，其特征在于，步骤(b)包括如下子步骤：

(b-1)对待测构件施加与步骤(a)相同的约束和加载；

(b-2)针对待测点采用45°应变花进行应变实验，得到构件待测点的实验载荷应力σ_c1，在应变实验的局部坐标下待测点的应力计算如下：

式中：弹性模量E和泊松比μ为材料给定值；ε_0°、ε_90°、ε_45°分别表示应变片沿x轴向方位、应变片沿y轴向方位及与x轴成45度角的应变片测得的构件加载的应变大小。