[发明专利]一种基于圆锥形压头的已知材料残余应力测定方法

权利要求书

1.一种基于圆锥形压头的已知材料残余应力测定方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：获取被测材料在无应力状态下的加载曲率C₀；

步骤2：通过圆锥形压头对含有残余应力的被测材料表面进行准静态压入加载试验，获取连续的载荷-深度曲线；

步骤3：根据步骤2得到的载荷-深度曲线得到加载曲率C_R，并建立C₀和C_R的关系式；

步骤4：根据步骤1获取的C₀和步骤3建立的关系式即可获得被测材料的残余应力；

所述步骤3中C₀和C_R的关系式如下所示：

式中：β₁、β₂与β₃为无量纲常数，n为被测材料的硬化指数，σ_y为被测材料的屈服应力，E为被测材料的弹性模量，R为残余应力比，R＝σ_R/σ_y，σ_R为被测材料的残余应力。

2.根据权利要求1所述的一种基于圆锥形压头的已知材料残余应力测定方法，其特征在于，所述步骤1中加载曲率C₀的获取方法为下述两种方法中的一种；

(1)获取已知材料拉伸性能参数，根据能量等效方法预测无应力状态下的加载曲率；

(2)通过圆锥形压头对无应力状态下的被测材料表面进行准静态压入加载试验，获取连续的载荷-深度曲线，根据Kick定律回归得到无应力状态下的加载曲率。

3.根据权利要求1所述的一种基于圆锥形压头的已知材料残余应力测定方法，其特征在于，所述步骤3中通过Kick定律回归获取加载曲率C_R。

4.根据权利要求1所述的一种基于圆锥形压头的已知材料残余应力测定方法，其特征在于，所述步骤4中获取被测材料残余应力的方法如下：

5.根据权利要求2所述的一种基于圆锥形压头的已知材料残余应力测定方法，其特征在于，所述步骤1中加载曲率C₀满足以下关系：

式中：P为压入载荷，h为压入深度，θ为锥形压头的半锥角，k₁、k₂为无量纲常数，E为被测材料的弹性模量，n为被测材料的硬化指数。