鋁合金工件生產(chǎn)過程一般經(jīng)過壓鑄、機(jī)加工等多道工序，每道工序都有可能產(chǎn)生殘余應(yīng)力。為了確保產(chǎn)品的可靠性和安全性，一般會(huì)進(jìn)行熱時(shí)效工藝消除應(yīng)力。本文主要是對(duì)鋁合金工件進(jìn)行殘余應(yīng)力檢測(cè)，用以驗(yàn)證不同工藝效果，改進(jìn)生產(chǎn)工藝，確保產(chǎn)品性能。
試驗(yàn)儀器
殘余應(yīng)力測(cè)試方法有很多，盲孔法是常用的方法之一，有操作簡(jiǎn)單，適用范圍廣，不受材料形狀限制等優(yōu)點(diǎn)，本次就是采用盲孔法檢測(cè)鋁合金殘余應(yīng)力。儀器采用南京聚航科技有限公司的JHMK多點(diǎn)殘余應(yīng)力測(cè)試系統(tǒng)，由JHYC靜態(tài)應(yīng)變儀和JHZK精密殘余應(yīng)力鉆孔裝置組成。多點(diǎn)測(cè)量效率高，全軟件設(shè)置，可自動(dòng)實(shí)時(shí)計(jì)算殘余應(yīng)力，實(shí)時(shí)顯示和保存應(yīng)力應(yīng)變數(shù)值，測(cè)量結(jié)果直觀明了，儀器精度高。
試驗(yàn)依據(jù)：《GBT?31310-2014?金屬材料 殘余應(yīng)力測(cè)定 鉆孔應(yīng)變法》
測(cè)試方案
（1）測(cè)點(diǎn)位置選取
應(yīng)變測(cè)試點(diǎn)的選取原則應(yīng)遵循以下幾點(diǎn)：1.理論計(jì)算的高應(yīng)力區(qū)和實(shí)際發(fā)生開裂的部位；2.進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)關(guān)注的部位。根據(jù)以上原則，測(cè)點(diǎn)選擇在鋁合金加工易開裂位置，全部采用三軸應(yīng)變花。
（2）應(yīng)變片粘貼及連接：將各個(gè)測(cè)點(diǎn)位置進(jìn)行打磨清潔，粘貼應(yīng)變片及接線端子。
（3）線纜連接：完成貼片后，將應(yīng)變片接入JHYC靜態(tài)應(yīng)變儀，查看數(shù)據(jù)。
（4）鉆孔支架放置：確認(rèn)數(shù)據(jù)穩(wěn)定正常后，將支架放置于測(cè)點(diǎn)位置，對(duì)好中心后調(diào)節(jié)鉆孔深度。
（5）開始測(cè)量：測(cè)量前調(diào)零，待數(shù)值穩(wěn)定后開始記錄，然后鉆孔，鉆完孔后等待殘余應(yīng)力釋放完成，穩(wěn)定后停止數(shù)據(jù)采集。
測(cè)試結(jié)果及計(jì)算
所有測(cè)點(diǎn)一一測(cè)量完成后，在軟件中使用高級(jí)分析進(jìn)行多點(diǎn)殘余應(yīng)力分析，然后一鍵導(dǎo)出報(bào)告。測(cè)量結(jié)果如下：
測(cè)點(diǎn)號(hào) | ε1 | ε2 | ε3 | σmax（MPa） | σmin（MPa） | θ（°） |
Y1 | -22.8 | -11.3 | -7.9 | 31.7 | 21.5 | 14.2 |
Y2 | -20.0 | -13.5 | -12.9 | 31.2 | 25.7 | 20.1 |
A1 | -11.5 | -13.7 | -13.7 | 22.7 | 20.9 | 22.5 |
A2 | -12.1 | -12.8 | -6.5 | 18.8 | 13.4 | -25.4 |
B1 | -11.4 | -8.5 | -6.5 | 17.0 | 14.0 | 4.6 |
B2 | -7.1 | -12.0 | -12.2 | 18.8 | 14.6 | 21.5 |
C1 | -8.5 | -3.7 | -3.5 | 12.5 | 8.4 | 21.4 |
C2 | -8.5 | -1.4 | 0.0 | 10.4 | 4.3 | 17.1 |
數(shù)據(jù)分析
上述測(cè)點(diǎn)中Y為壓鑄成型件，A為250℃處理2h，B為300℃處理2h，C為350℃處理2h。從表上數(shù)據(jù)可以看出，Y的殘余應(yīng)力水平略高，A、B、C的殘余應(yīng)力均較低，其中C為經(jīng)過2h的350℃熱處理，其消除效果最佳。
結(jié)論
使用JHMK多點(diǎn)殘余應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行殘余應(yīng)力測(cè)試，實(shí)驗(yàn)方法簡(jiǎn)單，操作方便，軟件功能豐富，快速得出可靠結(jié)果，為鋁合金工件加工工藝的改進(jìn)提供了依據(jù)。
