[发明专利]测量窄间隙大深度表面残余应力的钻孔仪

说明书

本发明涉及表面检测技术领域，尤其是一种测量窄间隙大深度表面残余应力的钻孔仪。在三角形底板的中部设置有通孔；通孔配合有第一套筒，该第一套筒与定位组件或延伸式钻孔组件配合；在三角形底板的三个角部均设置有直线螺栓孔组，每个直线螺栓孔组配合有一组螺栓和螺帽；同一个直线螺栓孔组的螺栓孔的中心的连线经过通孔的中心。本发明的测量窄间隙大深度表面残余应力的钻孔仪，通过定位组件、延伸式钻孔组件、三角形底板、通孔、第一套筒、直线螺栓孔组、螺栓以及螺帽等的配合，使用时能够根据实际检测构件，选取合适的螺栓孔配合螺栓、螺帽，能够适应不同间隙的构件检测；延伸式钻孔组件，能够延伸钻探长度，适应大深度窄间隙检测。

技术领域

本发明涉及表面检测技术领域，尤其是一种测量窄间隙大深度表面残余应力的钻孔仪。

背景技术

为了适应物件结构多样化的构造需求，在机械加工和强化工艺过程中，构件表面和内部会存在显著的残余应力。例如，构件在铣削、喷丸处理、焊接以及铸造等加工处理工艺过程中会在构件内部引入自平衡状态的残余应力场。残余应力并非是一致不变的，在外力作用或者热处理过程中，残余应力会发生松弛，从而进行重新分布。残余应力的产生和重分布，会影响构件的定位精度和装配精度，还会降低结构的刚度和稳定性，同时也会严重影响结构的疲劳强度、抗脆断能力、抵抗应力腐蚀开裂和高温蠕变开裂的能力。因此，需要通过试验测试来定量表征残余应力的大小，以此来进一步分析考虑残余应力情况下构件的服役安全性。

常见的残余应力测量方法有两大类，分别是有损测试方法和无损测试方法，有损测试方法包含了切条法、钻孔法、深孔法和轮廓法等；无损测试方法包含了是X射线衍射法、中子衍射法、磁测法和超声法等。钻孔法所用设备相对简单，现场使用方便，并且电阻应变测量技术，测量精度高，破坏性小，目前已成为工程中应用最广泛的残余应力测量方法。然而在实际工程中，会存在窄间隙大深度的结构细节，传统的钻孔法设备已不能实现此种情形下的残余应力测试。在采用钻孔法进行测试时，钻孔设备是否能够精准定位，是否能够有效应对复杂环境情况，是保证钻孔质量的关键，也是保证残余应力测量精度的关键。在实际操作中面对窄间隙大深度型态的待测残余应力复杂构件，传统的钻孔仪只能骑跨在窄间隙上，进行大深度底面构件细节进行测试，此时会存在以下不足：

钻杆长度固定，无法实现较大深度下残余应力测量，影响钻孔法测试深度范围；

套筒长度固定，测试仪器无稳定保护装置，钻孔时整个设备震动明显，严重影响测量精度。

钻孔仪底座尺寸固定，仅可针对一定范围内的间隙宽度构件进行测试，影响钻孔法在窄间隙下的测试范围。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供测量窄间隙大深度表面残余应力的钻孔仪。为较好的测量窄间隙大深度构造细节的残余应力分布，尽可能少破坏构件，确保精确性，保证原结构的残余应力的分布形态，需要重新设计一种钻孔设备，既可以进行传统简单构造细节的残余应力测试，也同时可满足窄间隙大深度等复杂构造细节的残余应力测试。

本发明采用的技术方案是：测量窄间隙大深度表面残余应力的钻孔仪，包括定位组件、延伸式钻孔组件以及三角形底板，在该三角形底板的中部设置有通孔；所述的通孔配合有第一套筒，该第一套筒与定位组件或延伸式钻孔组件配合；在所述的三角形底板的三个角部均设置有直线螺栓孔组，每个直线螺栓孔组配合有一组螺栓和螺帽；同一个直线螺栓孔组的螺栓孔的中心的连线经过通孔的中心；每个所述的直线螺栓孔组的螺栓孔的数量相同，且相邻两个螺栓孔的间距不同，间距从通孔向外逐渐变大。

为更好地实现本发明，在所述的直线螺栓孔组的两侧还设置有弧形螺栓孔，且以直线螺栓孔组的螺栓孔的中心的连线为基准呈对称布置结构。

为更好地实现本发明，所述的螺栓从上到下穿过螺栓孔，所述的螺帽配合在螺栓上且位于三角形底板的下方。

为更好地实现本发明，在所述的螺栓的底端还螺纹连接有支撑垫，在该支撑垫的外部包覆有一层硅胶套。