残余应力疲劳源文献综述和参考文献(2)
在各种机械和钢结构制造过程中, 特别是经过焊接等热加工处理, 无法避免地会在结构内部造成很大的残余应力。加工后的残余应力将影响到腐蚀、开裂、疲劳强度等力学性能, 同时也会对材料的物理机械性能产生巨大影响, 对结构的强度造成很大危害, 历史上许多灾难性破坏事故大多是由结构中的残余应力引起的。例如，在一个部位的拉伸残余应力存在于结构元件中通常是有害的，主要是疲劳失效的原因和应力腐蚀开裂。事实上，残余压应力通过不同的方式在（子）材料表面层通常是有益的因为他们防止产生疲劳裂纹扩展，并提高耐磨性和耐腐蚀性。
残余应力产生的原因,可分为外部作用的外在原因和来源于物体内部组织结构不均匀的内在原因。残余应力的存在,一方面工件会降低强度,使工件在制造时产生变形和开裂等工艺缺陷;另一方面又会在制造后的自然释放过程中使工件的尺寸发生变化或者使其疲劳强度、应力腐蚀等力学性能降低。因此,残余应力的测量,对于确保工件的安全性和可靠性有着非常重要的意义。
由于构件中残余应力的不良影响，科技人员针对构件中残余应力的控制与消除做了大量的工作，一方面通过改善加工工艺参数，尽量减小残余应力，另一方面提出一些消除残余应力的措施：
1) 局部低温势处理：对于焊接件而言，在焊缝近区两侧不太宽的范围内加热，及中间近区部位冷却，造成一个温差，使焊缝和近区的材料受到拉伸并达到塑性变形的程度，此塑性变形抵消焊接过程中的压缩塑性变形，从而使焊缝近区拉伸残余应力消除。
2) 磁振动消除残余应力技术：将工件在固有频率下进行数分钟至数十分钟的振动处理，消除其残余应力，获得尺寸稳定的一种方法，振动消除残余应力就是用振动处理的方法来代替热时效和自然时效，具有投资少、生产周期短、节约能源、降低成本、使用方便、效果显著等特点。对于焊接残余应力越高，振动时效处理降低应力越多，均化效果越好。
3) 爆炸法消除残余应力：它是利用爆炸冲击波的能量使样品塑性变形，从而达到降低或消除残余应力的目的。爆炸时可使金属在拉伸残余应力区产生伸长塑性变形，在压缩残余应力区产生压缩塑性变形，两种情况都可导致残余应力的降低。
目前传统残余应力的测量方法可分为机械释放测量法和无损测量法两种。机械释放测量法是将具有残余应力的部件从构件中分离或切割出来使应力释放，由测量其应变的变化求出残余应力，该方法会对工件造成一定的损伤或者破坏，但其测量精度较高、理论完善、技术成熟，目前仍应用广泛。主要包括钻孔法、环芯法、分割切条法等，其中尤以浅盲孔法的破坏性最小。
无损测量法即物理检测法，主要有X射线法、X射线衍射法、中子衍射法、扫描电子声显微镜法、电子散斑干涉法、超声法和磁性法等。其对被测件无损害，但是成本较高、所需设备昂贵，其中X 射线法和超声法发展较为成熟[4,5]。
目前，国内外常用测定残余应力的方法原理和应用现状如下[8,15]：
一、传统测定方法
1.钻孔法
钻孔法测量最早是由JMathar在1934年提出的，后由Soete发展完善而形成系统理论。其基本原理是在具有残余应力的构件表面上钻一个小孔，使得孔的邻近区域内由于部分应力释放而产生相应的位移和应变，采用黏贴应变片等方式测量这些位移和应变，最后通过换算便可以得到钻孔处深度方向上的平均残余应力。
假定物体表面存在残余应力，此应力处于平面应力状态，在该平面某点上钻一个小孔，孔边的径向应力下降为0，孔区附近应力重新分布。若在钻孔之前，在该点贴上三向应变计，如图1.2.2所示，钻孔之后，应变计便感受到应力释放产生的应变，通过测量应变计的应变，并进行相应的计算，便可求得该点的2个主应力σ1、σ2和1个主方向角θ，计算公式为：
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