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GB/T 7704-2017标准残余应力计算公式解析
          
Analysis of residual stress calculation equations in national standard GB/T 7704-2017

摘    要
X射线残余应力测试是基于弹性力学理论,通过X射线衍射测量材料晶格变化,并和弹性力学相结合来计算材料的残余应力的。现行标准GB/T 7704-2017《无损检测X射线应力测定方法》中对于残余应力测试的计算部分的表述较为简略,增加了试验人员对标准理解的难度。同时检测设备和软件的发展使得测试过程变得简单化,也进一步加剧了相关人员对测试原理的忽略,增加了整个测试过程的风险。从柯西应力、柯西应变、胡克定律等弹性力学定律出发,较为完整地推导了残余应力测试的公式,详细分析了最小二乘法计算平面应力与三维应力状态下的应力张量的原理,给出了“±ψ角应变加减法”与椭圆拟合法的示例,解释了一些容易误解的概念符号,指出了在测试过程中需要注意的问题。
标    签 残余应力测试   X射线衍射   GB/T 7704-2017   最小二乘法   应力   应变   椭圆拟合   residual stress measurement   X-ray diffraction   GB/T 7704-2017   least square method   stress   strain   ellipse fitting  
 
Abstract
Technology for residual stress measurement by X-ray is a non-destructive testing method, which has been widely used in engineering because of the features of theoretical maturity, elegant simplicity, and high reliability. X-ray residual stress measurement is based on the elastic mechanics theory on combining the changes of crystal lattice with the elastic mechanics to calculate the residual stress. At the same time, the development of testing equipment and software has simplified the testing process, which has further aggravated the ignorance of testing principles by relevant personnel and increased the risk of the entire testing process. Based on the elastic mechanics such as Cauchy stress, Cauchy strain and Hooke's law, this paper deduces the testing formula of residual stress completely, and analyzes the calculation of the stress tensor under the plane stress and three-dimensional stress with least square method, the examples of “±ψ strain addition and subtraction method” and ellipse fitting method are given. Explained some misunderstood conceptual symbols, pointed out the problems that need to be paid attention to during the test.

中图分类号 TG115.22 TG115.28   DOI 10.11973/wsjc202012002

 
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所属栏目 残余应力及其X射线测试专题

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收稿日期 2020/6/19

修改稿日期

网络出版日期

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备注巴发海(1966-),男,教授级高级工程师,博士,主要从事残余应力测试、失效分析与安全评估、持久、疲劳与断裂力学等方面的研究

引用该论文: BA Fahai,LI Kai,XU Lingyun,LI Sijin. Analysis of residual stress calculation equations in national standard GB/T 7704-2017[J]. Nondestructive Testing, 2020, 42(12): 4~11
巴发海,李凯,徐凌云,李思瑾. GB/T 7704-2017标准残余应力计算公式解析[J]. 无损检测, 2020, 42(12): 4~11


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参考文献
【1】巴发海, 李凯.金属材料残余应力的测定方法[J].理化检验(物理分册),2017,53(11):771-777.
 
【2】黄新民. 材料分析测试方法[M]. 北京:国防工业出版社, 2006.
 
【3】陈惠发, A.F.萨里普. 弹性与塑性力学[M].北京:中国建筑工业出版社, 2005.
 
【4】刘鸿文. 材料力学[M]. 北京:高等教育出版社, 2017.
 
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