专利名称：一种测定盲孔法残余应力测试系统精度的方法
技术领域：
本发明属于精度测定技术领域，特别涉及一种测定盲孔法残余应力测试系统精度的方法。
背景技术：
热轧板卷在开平定尺后，经常出现的“弓背”、“瓢曲”现象。其原因主要是在开平过程中板料上下表面(板卷外内表面)塑性变形的不均而导入残余应力引起的。太大的残余应力及其不合理分布将导致钢板在用户处机械/火焰切割后钢板的翘曲或扭曲而无法使用。通过盲孔法测试及分析开平前后卷板的残余应力的分布规律，可为不同钢种不同规格不同工艺的热轧卷板制定较为完善的开平工艺提供直接的数据支持。但是，对于盲孔法测试残余应力，由于其影响因素比较多，贴片的质量、钻孔的偏心度、附加应变等都对测试结果有影响，特别是采用电钻进行钻孔时，在钻孔过程中产生的附加应变、钻孔偏心等影响因素对测试结果的影响非常大，而高速气钻相对电钻打孔来说， 精度高很多，但同样无法得知其测量的准确性。目前国际上尚无明确的标准和方法来验证盲孔法残余应力测试系统的精度，中国船舶行业标准CB 3395和美国材料实验协会标准ASTM E 837为减少实验误差，对钻孔偏心和孔边塑性变形在一定范围内有具体的修正方法，但对整个盲孔法残余应力测试系统的精度如何来评定未作说明。本发明针对盲孔法残余应力试验之前测试系统精度的校准，提出一种测定盲孔法残余应力测试系统精度的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种测定盲孔法残余应力测试系统精度的方法。在一定的经验值以内，可认为该测试系统的精度较高，可直接进行实际试样板测试。测试系统精度超过一定的经验值，则认为测试系统的误差偏大，先对相关影响因素进行调整和修正，误差小于经验值之后再进行实际试样板测试。本发明具体工艺步骤如下(I)试样板取样选择一块材质与厚度同实际测试板一致的试样板，平面尺寸不小于150mmX 150mm,以能放入热处理炉为准。(2)去应力退火将试样板放入热处理炉，随炉加热到试样板材料共析温度(Acl) 以下50-150°C，保温时间l_3h，随炉冷却至室温。(3)试样表面制备及应变片的粘贴在退火板上选择3-10个测试点，对测试点位置表面进行打磨和清洗，然后在测点位置粘贴应变片，并固化6个小时以上。粘贴应变片时，应变片间距大于MDci，其中Dtl为钻孔装置的钻头直径。(4)数据线的链接用电烙铁将导线与应变片引线焊接在接线端子上，然后将导线连接到应变记录仪上。(5)试验参数设置根据试验要求，在应变记录仪上进行参数设置，包括通道选择、电桥选择、灵敏系数(K)的输入、调零、进入试验记录状态。(6)钻孔将钻孔装置固定在试样板上，并对准应变片中心位置进行打孔，孔的深度与直径的比值控制在I. 0-1. 2之间。(7)数据的采集试验中释放的应变值通过应变记录仪记录下来。(8)数据的处理根据中国船舶行业标准CB 3395中的相关公式(1)-(5)计算出残余应力。(9)精度的确定将退火板的残余应力视为零，则对该退火板进行残余应力测试得到的最大零值误差即为该批次测试系统的精度。本发明的优点在于(I)使用退火板作为测试材料，取材方便、热处理简单，去应力退火后测试板的残余应力很小,近视为零,可靠性高。(2)以退火板残余应力测试的最大零值误差作为系统精度，能够定量反映盲孔法残余应力测试系统的精度。为热轧高强度钢板开平前后残余应力测试提供精确稳定的系统精度，为精确测试高强板残余应力提供直接的数据支持，使高强钢板由于矫直过程导入的残余应力及其不合理分布导致钢板在用户处机械/火焰切割后钢板的翘曲或扭曲而无法使用的情况得到明显改善。
图I为退火板取样及在退火板上选择测试点的示意图。图2为应变片的示意图。其中，Rl、R2、R3为应变片上三组应变栅。图3测试过程的流程示意图。图4对退火板测试得到的残余应力分布图。其中，σχ表示轧制方向残余应力的大�。� y表示宽度方向残余应力的大小。
具体实施例方式实施例I一种测定盲孔法残余应力测试系统精度的方法，其包含以下步骤I)试样板取样取一块厚度为8mm,尺寸为400mmX 200mm的某高强钢板。2)去应力退火本实施例采用随炉缓慢加热到650°C，保温2h，然后随炉冷却至室温。3)试样表面制备及应变片的粘贴在长400mm的退火板上每隔50mm布置I个测试点，共布置7个测试点；对测点位置表面进行打磨和清洗，随后在测点位置粘贴应变片， 并固化18个小时。4)数据线的链接用电烙铁将导线与应变片引线焊接在接线端子上，然后将导线连接到应变记录仪上。5)试验参数设置根据试验要求，在应变记录仪上进行参数设置，包括通道选择、 电桥选择、灵敏系数(K)的输入、调零、进入试验记录状态。6)钻孔本实施例采用高速气钻进行钻孔，将钻孔装置固定在试样板上，对准应变片中心位置进行打孔，孔的深度与直径的比值为1.1。
7)数据的采集试验中释放的应变值通过应变记录仪记录下来。8)数据的处理根据中国船舶行业标准CB 3395中的公式(1)-(5)计算出残余应力。9)精度的确定本实施例中，对退火板测试后的残余应力大小及分布图见表I和图4，所测7个点横纵方向残余应力大小的最大零值误差为-llMPa，即该批次残余应力测试系统的精度为±llMPa。由于实验过程中贴片质量、钻孔偏心度、附加应变等因素的影响，测试过程中不可避免会产生一定的测量误差。根据对热轧钢板进行的大量残余应力测试数据表明，一般对退火板采用高速气钻钻孔得到的残余应力在±20MPa以内，采用电钻钻孔得到的残余应力值在±40MPa以内，可认为测试系统精度较高，可直接对实际试样板进行测试；如果对退火板测得残余应力值超过经验值，可根据测试过程中的实际情况，对贴片质量、钻孔偏心度、 附加应变等各影响因素进行改进和调整，再次进行测试。一般建议采用高速气钻进行钻孔， 其钻孔偏心度和钻孔附加应变相对电钻来说小得多，测试系统的精度相对较高。测试结果如表I所示,正数表示拉应力，负数表示压应力。表I退火板残余应力测试结果
权利要求
1.一种测定盲孔法残余应力测试系统精度的方法，其特征在于，工艺步骤为(1)试样板取样选择一块厚度接近于实际测试板的试样板，平面尺寸不小于 150mmX 150mm,以能放入热处理炉为准；(2)去应力退火将试样板放入热处理炉，随炉加热到试样板材料共析温度以下 50-150°C，保温时间l_3h，随炉冷却至室温；(3)试样表面制备及应变片的粘贴在退火板上选择3-10个测点，对测点位置表面进行打磨和清洗，在测点位置粘贴应变片；(4)数据线的链接用电烙铁将导线与应变片引线焊接在接线端子上，然后将导线连接到应变记录仪上；(5)试验参数设置根据试验要求，在应变记录仪上进行参数设置，包括通道选择、电桥选择、灵敏系数的输入、调零、进入试验记录状态；(6)钻孔将钻孔装置固定在试样板上，并对准应变片中心位置进行打孔，孔的深度与直径的比值为I. 0-1. 2 ;(7)数据的采集试验中释放的应变值通过应变记录仪记录下来；(8)数据的处理根据中国船舶行业标准CB3395中的相关公式计算出残余应力；(9)精度的确定将退火板的残余应力视为零，对该退火板进行残余应力测试得到的最大零值误差即为该批次测试系统的精度。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，步骤(3)中应变片粘贴后的固化时间为6 个小时以上。
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，步骤(3)应变片间距大于15 , 为钻孔装置的钻头直径。
全文摘要
一种测定盲孔法残余应力测试系统精度的方法，属于精度测定技术领域。具体工艺包括试样板取样；去应力退火；试样表面制备及应变片的粘贴；数据线的链接；试验参数设置；钻孔；数据的采集；数据的处理和精度的确定。优点在于技术稳定，结果准确，能直观迅速的定量测出测试系统的偏差，便于调整减小贴片质量、钻孔偏心度、附加应变等影响因素造成的测试误差，进而保证在热轧板卷开平前后等残余应力测试的准确性。
文档编号G01L5/00GK102608169SQ201210051629
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月1日 优先权日2012年3月1日
发明者刘卫平, 周晓伟, 杨雷, 王萍, 谭洪锋 申请人:首钢总公司
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