1.一种基于仪器化锥形压入技术的等轴残余应力直接检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)采用锥形压头对有残余应力试样进行压入试验,最大压入载荷固定记为F;获取载荷‑深度曲线拟合得到hm、hm‑hf和α,其中,hm为最大压入深度,hf为卸载后的残余深度,α为载荷‑深度曲线加载指数;采用普通光学显微镜测量试样残余压痕的投影面积Ap,通过计算接触深度hc;
2)将拟合计算得到的最大压入深度hm,最大压入深度与卸载后的残余深度之差hm‑hf,接触深度hc代入式(1),采用下标0表示无残余应力状态下的各参量;结合式(2)压头接触深度函数,重构得到相同载荷下无残余应力状态对应的最大压入深度hm0;
式(2)中,κ,η为与压头相关的常数;
α
3)将重构得到无残余应力下的最大压入深度hm0代入F=Ch,其中,加载指数不随残余应力的改变而改变,即:α0=α,得到无残余应力加载曲线的加载曲率C0;固定同一深度,通过式(3)分别计算有残余应力和无残余应力试样的加载功UL和UL0;
4)将上述获得的参量UL和UL0,结合已知材料塑性参数,包括屈服强度σy、屈服应变εy和R幂硬化指数n;代入式(4),计算得到被测材料的残余应力σ;
R
式(4)中,σ的正值表示残余拉应力,负值表示残余压应力。