X射线应力测定方法

§1-6宏观残余应力的测定

残余应力的概念：

残余应力是指当产生应力的各种因素不复存在时，由于形变，相变，温度或体积变化不均匀而存留在构件内部并自身保持平衡的应力。按照应力平衡的范围分为三类：

第一类内应力，在物体宏观体积范围内存在并平衡的应力，此类应力的释放将使物体的宏观尺寸发生变化。这种应力又称为宏观应力。材料加工变形（拔丝，轧制），热加工（铸造，焊接，热处理）等均会产生宏观内应力。

第二类内应力，在一些晶粒的范围内存在并平衡的应力。第三类内应力，在若干原子范围内存在并平衡的应力。通常把第二和第三两类内应力合称为“微观应力”。下图是三类内应力的示意图，分别用sl,sll,slll表示。

构件中的宏观残余应力与其疲劳强度，抗应力腐蚀能力以及尺寸稳定性等有关，并直接影响其使用寿命。如焊接构件中的残余应力会使其变形，因而应当予以消除。而承受往复载荷的曲轴等零件在表面存在适当压应力又会提高其疲劳强度。因此测定残余内应力对控制加工工艺，检查表面强化或消除应力工序的工艺效果有重要的实际意义。

测定宏观应力的方法很多，有电阻应变片法，小孔松弛法，超声波法，和X射线衍射法等等。除了超声波法以外，其它方法的共同特点都是测定应力作用下产生的应变，再按弹性定律计算应力。X射线衍射法具有无损，快速，可以测量小区域应力等特点，不足之处在于仅能测量二维应力，测量精度不十分高，在测定构件动态过程中的应力有一些困难。

1-4-1 X射线宏观应力测定的基本原理

测量思路：

金属材料一般都是多晶体，在单位体积中含有数量极大的，取向任意的晶粒，因此，从空间任意方向都能观察到任一选定的{hkl}晶面。在无应力存在时，各晶

（如下图所示）。

粒的同一{hkl}晶面族的面间距都为d

当存在有平行于表面的张引力（如σφ）作用于该多晶体时，各个晶粒的晶面间距将发生程度不同的变化，与表面平行的{hkl)（ψ=0o）晶面间距会因泊松比而缩小，而与应力方向垂直的同一{hkl)（ψ=90o）晶面间距将被拉长。在上述两种取向之间的同一{hkl)晶面间距将随y 角的不同而不同。即是说，随晶粒取向的不同，将从0度连续变到90度，而面间距的改变将从某一负值连续变到某一正值。应力越大，?d的变化越快。

为求出σφ的大小，显然，只要测出ψ=90o时的?d就能通过胡克定律

σ =E?ε =E(hkl)?(?d/d0)计算出来。然而，由于ψ=90o时的X衍射线方向无法直接测到（衍射线指向样品内部），因此可以考虑其它角度时的?d变化情况（如下图所示）。

显然，只要知道了y-?d的变化规律，可以得到ψ=90o时的?d值，从而计算出σφ的数值。下面从力学角度建立y-?d的关联性。

根据弹性力学原理，沿OQ方向的应变εψ与三个主应变ε 1,ε 2,ε 3的关系为：

其中α1 ,α2 ,α3 为相对于三个主应变方向上的方向余弦。

；；。

带入到εψ的计算式中，可以得到：

考虑广义胡克定律：；；

当σ3=0时可得：；；。

从而导出：

沿OQ方向的应力εψ和主应力σ 1,σ 2,σ 3的关系与上式相似，即

由于σ3=0=0，因此有

当ψ=90o时，σψ =σφ，且siny =1,

这里的σφ就是需要测定的残余应力。下面进一步导出实用的表达式。合并以下两式：

；

得：

求此式对sin2ψ的偏导数：

即：

用X射线法可以侧得沿OQ方向上的应变εφ：

为无应力试样中同式中dφ为应力试样与OQ方向像垂直的某种晶面的面间距；d

种晶面的面间距。

对布拉格方程进行微分处理，得：

因晶面间距变化不大，可用无应力的ctgθ0代替ctgθ ,因此

合并以上几式，并进行角度变换（由度变为弧度），即得：

(**)

令：；

于是σφ= K× M

这一关系与胡克定律相似，上式可以看成是胡克定律在X射线应力测量中的特殊表达式。式中K称为应力常数，θ0为无应力时的衍射角，可用y =0时测得的θ

角代替。K随被测材料，选用晶面，所用辐射而变化（见下表）。例如，对钢铁材料，以基体铁素体相的应力代表构件承受的残余应力，在用CrKa 辐射作光源（l Ka =2.2910A）,取铁素体的{211}晶面测定，其应力常数K=-297.23Mpa/deg。由表可见，测定应力所用的衍射峰一般都是高角度2q ，这主要是因为，高角时产生的误差相对较小，原因分析如下：对布拉格方程 2dsinθ =l 进行微分得?d/d=-ctgθ×?θ

此式表明，当?θ一定时，采用高角θ的衍射线，面间距的误差?d/d将要减小；当θ趋近于90度时，误差将会趋近于零。因此，应选择角度尽可能高的线条进行测量，为此，又必须使衍射面及X射线波长有很好的配合。

M为2θ -sin2ψ直线的斜率。

由于K是负值，所以当M>0时为压应力，M<0为拉应力。若2θ -sin2ψ关系失去线性（见下图所示），说明材料状态偏离应力公式推导的假定条件，即在X

射线穿透深度范围内有明显的应力梯度，非平面应力状态（三维应力状态），这就需要用特殊方法进行残余应力测算。

下面将介绍如何具体测算残余应力的大小。

1-4-2 测试方法与参数

由**式可知，欲求试样表面某确定方向上的残余应力σφ，必须在测定方向平面内求出至少两个不同方位ψ的衍射角2θ。求出2θ -sin2ψ直线的斜率M，最后根据测试条件取用应力常数K,即可求出残余应力值σφ。为此需要利用一定的衍射几何条件来确定和改变衍射面的方位y 。目前常用的衍射几何方式有两种，同倾法和侧倾法。

1 同倾法

同倾法的衍射几何布置特点是测量方向平面和扫描平面重合。测量方向平面的定义已进如前所述，扫描平面是指入射线，衍射面法线亦即衍射线所在的平面。

2 侧倾法

侧倾法的特点是测量方向与衍射平面垂直（见下图）。

可以看出，在同倾法中，ψ的变化受θ角大小的制约，变化范围为0-q 。由于测定衍射峰的全形序一定的扫描范围，这就限制了同倾法在复杂形状工件上的应用，特别是无高角衍射线的材料就无法用同倾法进行宏观应力测定。侧倾法衍射平面与测量平面垂直，相互间无制约作用，灵活性很高。侧倾法的实验装置如图所示。

可见，侧倾法需要有可绕水平轴转动的试样架，使试样能做倾动，同时也要有可绕垂直轴转动的能力，以便进行2θ -θ扫描。

应力测量方法如下：

在测量平面内通常选择4个y 角即0，25，35，45，在其周围进行q -2q 扫描，分别测出预定的{HKL}对应的4个2θ数值，即（0，2θ0），（25，2θ25）,（35, 2θ 35），（35, 2θ 45）。如采用作图法，则利用这4 组数据绘图（下图），并用作图法求出拟和直线的斜率数值M由此计算出残余应力σφ。

当然，不用作图，直接利用最小二乘法亦可得到斜率M。

应用举例：下表给出用sin2ψ法测定碳/铝复合丝复铝层轴向应力的数据，光源为CuKa 辐射，测定铝的(422)晶面。

将列表数据带入公式，得： M=-0.3751 取K=-173.85Mpa/deg 则s =K×

M=65.2(Mpa)

以上采用4 个y 角进行测算的方法称为sin2y 法。sin2y 法所得的结果比较精确，但测量次数较多，比较费时。如果材料晶粒较细，织构和显微应力不严重，则2q - sin2y 直线的斜率可由首尾两点决定而不至有太大误差。因此通常采用0度和45度两个方向的应变，故这种方法称为0-45度法。因为“0-45度”法是sin2y 法的简化，故计算公式亦可用其简化形式。此时

式中K2称为“0-45度”法的应力常数。

1-4-3 X射线应力测定中的一些问题

1 定峰方法

宏观应力是根据不同方位衍射峰的相对变化测定的，峰位的准确决定了引力测量的精度，通常用于宏观应力测定的有半高宽法和抛物线法。

1)半高宽法:

下图是半高宽法定峰的示意图。首先做峰两侧背底的连线，过峰顶做平行于背底的连线，与两线等距的平行线交衍射峰轮廓线与M,N两点，MN中点O的坐标即峰位。若Ka 1 ,Ka 2衍射线分离时，可依Ka 1定峰，为避免Ka 2的影响，取距峰顶1/8高处的中点作为峰位。上述半高宽法和1/8高宽法用于峰型较为明锐的情况。

2)抛物线法：

当峰形较为漫散时，用半高宽法容易引起较大误差，可将峰顶部位假定为抛物线型，用所测量的强度数据拟合抛物线，求其最大值对应的2q 角即为峰位。

2 应力常数

前已述及，为精确测定宏观引力，不能直接应用多晶体的弹性常数计算应力常数K,而需用实验方法测定。通常测定K值的方法是：用与被测量材料相同的板材制成单向拉伸或弯曲试样，施加已知的单轴应力，同时用X射线法测量该方向的衍射角随y 方位的变化，得出斜率M，从而计算K值。此法示意图如下：将无残余应力的试样贴上电阻应变片，在拉伸试验机上施加已知载荷，并记下应变值，做

出应力应变关系曲线，然后将该试样移至可置于衍射仪的加载附件上，在加载条件下用X射线测定不同方向的2q ，载荷的大小由应变仪测量。

表面残余应力测试方法

表面残余应力测试方法 由于X射线的穿透深度极浅，对于钛合金仅为5μm，所以X射线法是一种二维平面残余应力测试方法。现在暂定选择钛靶，它与钛合金的晶面匹配较好。（110）晶面 一、试样的表面处理 X射线法测定的是试件的表面应力，所以试件的表面状况对测量结果也有很大的影响。试件表面不应有油污、氧化皮或锈蚀等；测试点附近不应被碰、擦、刮伤等。 （1）一般可以使用有机溶剂（汽油）洗去表面的油泥和脏污。 （2）去除氧化皮可以使用稀盐酸等化学试剂（根据试样选择合适浓度，如Q235钢用10％的硝酸酒精溶液浸蚀5min）。 （3）然后依据测试目的和测试点表面实际情况，正确进行下一步的表面处理。如果测量的是切削、磨削、喷丸、光整、化铣、激光冲击等工艺之后的表面应力，以及其它表面处理后引起的表面残余应力，则绝不应破坏原有表面不能进行任何处理，因上述处理会引起应力分布的变化，达不到测量的目的。必须小心保护待测试样的原始表面，也不能进行任何磕碰、加工、电化学或化学腐蚀等影响表面应力的操作。对于粗糙的表面层，因凸出部分释放应力，影响应力的准确测量，故对表面粗糙的试样，应用砂纸磨平，再用电解抛光去除加工层，然后才能测定。 （5）若被测件的表面过于粗糙，将使测得的应力值偏低。为了提高试件的表面光洁度，又不产生附加产力，比较好的办法是电解抛光法。该法还可用于去除表面加工层或进行试件表层剥除。 （6）若单纯为了进行表层剥除，亦可以用更为简单的化学腐蚀法，较好的腐蚀剂是浓度为40％的(90％H202+10％HF)的水溶液。但化学腐蚀后的表面光洁度不如电解抛光。为此可在每次腐蚀前用金相砂纸打磨试件表面，但必须注意打磨的影响层在以后的腐蚀过程中应全部除去。 二、确定测量材料的物相，选定衍射晶面。 被测量的衍射线的选择从所研究的材料的衍射线谱中选择哪一条(hkl)面干涉线以及相应地使用什么波长的X射线是应力测定时首先要决定的。当然事先要知道现有仪器提供的前提条件：一是仪器配置了哪几种靶材的x射线管，它决定了有哪几个波长的辐射可以选用；二是测角仪的2θ范围。一般选用尽可能高的衍射角，使得⊿θ的增大可以准确测得。 在一定的应力状态下具有一定数值的晶格应变εφ,ψ对布拉格角θ0值越大的线条造成的衍射线角位移d(2θ)φ.ψ必也越大，因此测量的准确度越高。同时，在调整衍射仪时不可避免的机械调节误差对高角线条的角位置2θ的影响相对地也比较小。正因为如此X射线应力测定通常在2θ>90°的背反射区进行，并尽量选择多重性因子较高的衔射线。举例来说，对铁基材料常选用Cr靶的Ka线，α—Fe的(211)晶面的衍射线。 若已知X射线管阳极材料和Ka线波长，利用布拉格方程可计算出各条衍射线的2θ值，从中选择出高角线条。可以从《材料中残余应力的X射线衍射分析和作用》的附录中查得常用重要的金属材料和部分陶瓷材料在Cu，Co，Fe，Cr四种Kal线照射下的高角度衍射线。由于非立方晶系材料受波长较短的X射线照射时出现较多的衍射线，因此最好选择那些弧立的、不与其它线条有叠合的高角衍射线作为测量对象。

仪器说明-应变测试仪-DH使用说明

目录 1、概述 (1) 2、技术指标 (1) 3、工作原理 (1) 4、数据采集箱的使用方法 (3) 5、仪器维护及故障排除 (14) 6、配套及随机文件 (14)

1、概述： DH3818静态应变测试系统由数据采集箱、微型计算机及支持软件组成.可自动、准确、 可靠、快速测量大型结构、模型及材料应力试验中多点的静态应变应力值.广泛应用于机 械制造、土木工程、桥梁建设、航空航天、国防工业、交通运输等领域.若配接适当的应 变式传感器, 也可对多点静态的力、压力、扭矩、位移、温度等物理量进行测量. 特点: * 为学生实验室专门设计; * 手控状态时,大屏数码管显示测量通道和输入应变量,且可通过功能键设置显示通 道、修正系数及平衡操作; * 程控状态时,和笔记本电脑RS-232口进行数据通讯,最大程度上满足了对便携式仪器 的要求,可方便地应用于野外测试; * 自动平衡; * 内置标准电阻, 1／4桥（公用补偿片）、半桥、全桥连接方便. 2、技术指标： 2.1 测量点数:每台静态应变测量仪最多可测10点, 每台计算机控制十台静态应变测量仪; 2.2 程控状态下采样速率:10测点/秒; 2.3 测试应变范围:±19999με; 2.4 分辨率:1με; 2.5 系统不确定度:小于0.5%±3με(程控状态); 2.6 零漂:≤4με/2h(程控状态); 2.7 自动平衡范围:±15000με,灵敏度系数K ＝2，120Ω应变计阻值误差的1.5%; 2.8 测量结果修正系数范围:0.0000～9.9999(手动状态); 2.9 外形尺寸: 353mm(长)×291mm(宽)×105mm(高); 2.10 电源电压: 220V ±10％, 50Hz ±1％. 3、工作原理： 3.1 测量原理: 以1/4桥、120Ω桥臂电阻为例对测量原理加以说明.如图1所示: 图1 测量原理 图中: Rg 为测量片电阻, R 为固定电阻, K F 为低漂移差动放大器增益, 因 Vi =0.25EgK ε, 即 Vo =K F Vi =0.25K F EgK ε, 所以 ε=F EgKK Vo 4 (1) 式中: Vi 为直流电桥的输出电压 Eg 为桥压(V) K 为应变计灵敏度系数 ε为输入应变量(με) Vo 为低漂移仪表放大器的输出电压(μV ) K F 为放大器的增益 当Eg =2V K =2时 ε=Vo/K F (με) 对于1/2桥电路

【X射线衍射】15：X射线衍射仪测量残余应力的原理方法和实验

X射线衍射方法测量残余应力的原理与软件使用方法 Huangjw 2006.6.22 什么是残余应力？ 外力撤除后在材料内部残留的应力就是残余应力。但是，习惯上将残余应力分为微观应力和宏观应力。两种应力在X射线衍射谱中的表现是不相同的。微观应力是指晶粒内部残留的应力，它的存在，使衍射峰变宽。这种变宽通常与因为晶粒细化引起的衍射峰变宽混杂在一起，两者形成卷积。通过测量衍射峰的宽化，并采用近似函数法或傅立叶变换方法来求得微观应力的大小。宏观应力是指存在于多个晶体尺度范围内的应力，相对于微观应力存在的范围而视为宏观上存在的应力。一般情况下，残余应力的术语就是指在宏观上存在的这种应力。宏观残余应力（以下称残余应力）在X射线衍射谱上的表现是使峰位漂移。当存在压应力时，晶面间距变小，因此，衍射峰向高度度偏移，反之，当存在拉应力时，晶面间的距离被拉大，导致衍射峰位向低角度位移。通过测量样品衍峰的位移情况，可以求得残余应力。 X射线衍射法测量残余应力的发展 X射线衍射法是一种无损性的测试方法，因此，对于测试脆性和不透明材料的残余应力是最常用的方法。20世纪初，人们就已经开始利用X射线来测定晶体的应力。后来日本成功设计出的X射线应力测定仪，对于残余应力测试技术的发展作了巨大贡献。1961年德国的E.Mchearauch提出了X射线应力测定的sin2ψ法，使应力测定的实际应用向前推进了一大步。

X 射线衍射法测量残余应力的基本原理 Ｘ射线衍射测量残余内应力的基本原理是以测量衍射线位移作为原始数据，所测得的结果实际上是残余应变，而残余应力是通过虎克定律由残余应变计算得到的。 其基本原理是：当试样中存在残余应力时，晶面间距将发生变化，发生布拉格衍射时，产生的衍射峰也将随之移动，而且移动距离的大小与应力大小相关。用波长λ的X射线，先后数次以不同的入射角照射到试样上，测出相应的衍射角2θ，求出2θ对sin 2ψ的斜率M，便可算出应力σψ。 Ｘ射线衍射方法主要是测试沿试样表面某一方向上的内应力σφ。为此需利用弹 性力学理论求出σφ的表达式。由于Ｘ射线对试样的穿入能力有限，只能探测试 样的表层应力，这种表层应力分布可视为二维应力状态，其垂直试样的主应力σ3≈0(该方向的主应变ε3≠0)。由此，可求得与试样表面法向成Ψ角的应变εΨ的表达式为： )(sin 1212σσυψσυεψψ+?+=E E 式中1σ、2σ为沿试样表面的主应力，E，υ是试样的弹性模量和泊松比。 εψ的量值可以用衍射晶面间距的相对变化来表示，且与衍射峰位移联系起来，即： )(cot 00θθθεψψ??=?=d d 式中0θ为无应力试样衍射峰的布拉格角，ψθ为有应力试样衍射峰位的布拉格角。 于是将上式代入并求偏导，可得： ) (sin )2(180cot )1(220ψθπθυσφ??+? =E 令

残余应力检测方法概述

第1 页 共 2页 残余应力检测方法概述 目前国际上普遍使用的残余应力检测方法种类十分繁多，为便于分类，人们往往根据测试过程中被测样品的破坏与否将测试方法分为：应力松弛法（样品将被破坏）和无损检测法（样品不被破坏）两类。以下我们简单归纳了现阶段较为常用的一些残余应力检测方法。 一、常见的残余应力检测方法： 1. 应力松弛法 (1) 盲孔法 该方法最早由Mather 于1934年提出，其基本原理就是通过孔附近的应变变化，用弹性力学来分析小孔位置的应力，孔的位置和尺寸会影响最终的应力数值。由于这类设备操作起来非常简单，近年来被广泛使用。 (2) 切条法 Ralakoutsky 在1888年提出了采用该方法测量材料的残余应力。在使用这种方法时需要沿特定方向将试件切出一条，然后通过测量试件切割位置的应变来计算残余应力。 (3) 剥层法 该方法是通过物理或化学的方法去除试件的 一层并测量其去除后的曲率，根据测定的试件表面曲率变化就能计算出残余应力。该方法常用于形状简单的试件，且测试过程快捷。 2. 无损检测方法 (1) X 射线衍射法 X 射线方法是根据测量试件的晶体面间距变化来确定试件的应变，进而通过弹性力学方程推导计算得到残余应力，目前最被广泛使用的是Machearauch 于1961提出的sin2ψ方法。日本最早研制成功了基于该方法的X 射线残余应力分析仪，为该方法的推广做出了巨大的贡献。 (2) 中子衍射法。 中子衍射方法的原理和X 射线方法本质上是一样的，都是根据材料的晶体面间距变化来求得应变，并根据弹性力学方程计算残余应力。但中子散射能量更高，可以穿透的深度更大，当然中子衍射的成本也是最昂贵的。 (3) 超声波法。 该方法的物理和实验依据是S.Oka 于1940年发现的声双折射现象，通过测定声折射所导致的声速和频谱变化反推出作用在试件上的应力。试件的晶体颗粒及取向会影响数据的准确度，尽管超声波方法也属无损检测方法，但其仍需进一步完善。 二、最新的残余应力检测方法 cos α方法早在1978年就由S.Taira 等人提出， 但真正应用于残余应力测试设备中还是近几年的事情。日本Pulstec 公司于2012年研制出了世界上首款基于cos α方法的X 射线残余应力分析仪，图1是设备图片（型号：μ-x360n ）。

混凝土应力计说明书

SZZX-AXXX振弦式应变计是一种埋入式混凝土应变计.适应于各种混凝土结构,碎石基础内部的应力应变测量,广泛应用于桥梁.隧道.建筑.铁路.水电.大坝等工程领域的混凝土内部应力应变的测量,了解补测构件的受力状态.配无应力桶可做无应力计使用. SZZX-A1XX型弦式应变计 使用说明书 欢迎使用长沙市三智电子科技有限公司的产品！您拥有三智传感器及其检测设备的同时就标志着您掌握了最先进的工程检测手段和享有本公司的优质服务，使用本产品之前请详细阅读本说明书或来电垂询，谢谢！ 一、用途 SZZX-A150型弦式应变计广泛应用于桥梁、建筑、铁路、交通、水电、大坝等工程领域的混凝内部的应力应变测量，充分了解被测构件的受力状态。 二、特点 1.采用振弦理论设计、全不锈钢制造，具有灵敏度与精度高、线性与稳定性好等优点。 2．全数字信号检测，长距离传输不失真，抗干扰能力强。 3．绝缘性能良好，防水耐用。 4．应变计内置温度传感器可直接测量测点温度（编号型或长效型），用于应变值的温度修正。 三、技术参数 1．量程：±1500με 2．灵敏度：1με（0.1Hz） 3．测量标距：157mm 4．使用环境温度：-10℃——﹢70℃ 5．温度测量范围：-20℃——﹢125℃ 6．温度测量：灵敏度0.5℃精度：± 1℃ 四、连接仪表 1. 连线说明：本产品采用四芯屏蔽线，各色芯线对应信号为①红线—地；②黄线—频率输出；③蓝线—数字信号通讯；④绿线—5V电源 2. 连线方法说明： ①直接连接：数显表配备传感器连接插口，对于配备插头的应变计可直接插入仪表测量。 ②夹线连接：数显表配备连接线，可将连接线与应变计用夹子将颜色相同的线一一对应连接测量操作详见测量仪表使用说明书。 五、安装与使用 1．根据结构要求选定测试点。 2．将应变计平行结构应力方向安装。 3．采用细匝丝将应变计捆绑在结构钢筋上。 4．测试导线沿结构钢筋引出，并绑扎好。 注意：应变计与测试导线应捆绑在结构钢筋的底端侧面，以免导振时应变计方向改变或将应变计和导线损坏。 5．登记好每个测试点的应变计编号，并保存好记录资料。 6．根据测试要求进行测量，SZZX-A157型弦式应变计直接测量绝对应变值，如果需要测试钢弦的频率可不连接蓝线，且再次测量即可显示振弦频率（分辨率为0.1Hz）,

残余应力测试

2.测试方法 目前常用的残余应力测试方法主要有三种：一是盲孔法，二是X射线衍射法，三是磁弹性法。 盲孔法需在工件表面测量部位钻φ1.5~2mm深2mm的小孔（粘贴专用应变花），通过测读释放应变确定残余应力的大小，所测应力为孔深范围内的平均应力，同一测点无法重复测量比较； X射线衍射法可以做到无损测试，但由于X射线穿透力有限，一般只能测出几个微米范围内平均应力； 磁弹性法是近几年发展较快应用比较成熟的一种残余应力测试方法，具有方便、无损、快速、准确的特点。 对采用盲孔法和X射线衍射法检测残余应力，施工强度大，测量精度难以保证。尤其盲孔法不能对同一位置进行重复性测量，测量数据的符合性差。因此，三峡发电机组转子圆盘支架焊缝残余应力的测试采用了磁弹法技术。 残余应力的测量方法 残余应力的测量方法可以分为有损和无损两大类。 有损测试方法就是应力释放法，也可以称为机械的方法；无损方法就是物理的方法。 机械方法目前用得最多的是钻孔法（盲孔法），其次还有针对一定对象的环芯法。 物理方法中用得最多的是X射线衍射法，其他主要物理方法还有中子衍射法、磁性 法和超声法。 X射线衍射法依据X射线衍射原理，即布拉格定律。布拉格定律把宏观上可以准确测 定的衍射角同材料中的晶面间距建立确定的关系。材料中的应力所对应的弹性应变必然表征 为晶面间距的相对变化。当材料中有应力σ存在时，其晶面间距d 必然随晶面与应力相对 取向的不同而有所变化，按照布拉格定律，衍射角2θ也会相应改变。因此有可能通过测量 衍射角2θ随晶面取向不同而发生的变化来求得应力σ。从这里可以看出X射线衍射法测定 应力的原理是成熟的，经过半个多世纪的历程，在国内外，测量方法的研究深入而广泛，测 试技术和设备已经比较完善，不但可以在实验室进行研究，可且可以应用到各种实际工件， 包括大型工件的现场测量。

强化玻璃的表面应力测定

热强化浮法玻璃的表面应力测定（物理钢化玻璃） 翻译和整理：苏州精创光学仪器有限公司 尚修鑫刘文钰 著作人：岸井贯 1热强化玻璃以及表面应力 以平板玻璃做素材的热强化（也叫风冷强化、物理强化）玻璃的用途以及性能比较多样化。因此它的品质管理也就相应的变得比较重要了。特别是表面的应力与强度有着直接性的关联。强度分别为1000kg/cm2的玻璃与几百kg/cm2的玻璃各有各的实用之处。后者被称为“倍强度玻璃”——比未强化过的玻璃强度大数倍程度的玻璃，新的JIS也就发行了。 要对表面应力进行管理，就需要利用光学现象、基于光弹性原理基础上的表面应力仪来检测。 2 玻璃表面应力的分布以及光弹性效果 平板玻璃的表面，如果忽略大气压的话就是一个自由的表面，作用于表面成直角的力为零，因此应力只是平行于表面的。 3个存在并相互垂直的主应力，一个垂直于表面，强度为零。其他两个都在玻璃表面（如图1） 平板玻璃 图1 平板玻璃的三条主应力线的角度关系 其中一条垂直与表面并且绝对值为零

光沿着表面进入玻璃内部，如果存在应力，玻璃就会带有双折射性，一条振动波线垂直于表面，相对应另外一条振动波线平行于表面，两者各自都带有不同的折射率。（图2） 图2 传播到玻璃表面的光 垂直于表面的振动波A与平行于表面的振动波B 这两者的折射率的差叫做双折射△n 双折射是与光的路线呈直角，与表面平行的应力，表面垂直的应力之间的差成比例的。但是由于两者的应力之后为零，所以双折射只同与光的线路成直角方向的表面应力成比例了。比例定数C是根据玻璃的组成来决定玻璃的性质，被称之为光弹性常数。 因此就诞生了如下公式 双折射△n=C*表面应力P 公式（1） 使用穿透光来进行的光弹性实验中，通常使用nm/cm kg/cm2来表示光弹性常数的单位。在使用公式（1）进行换算的时候将nm/cm读成10-7比较好。 比如平板玻璃的光弹性常数大约为2.6（nm/cm）/(kg/cm2)=2.6*10-7(kg/cm2)-1 代替kg/cm2 也可以用Pa和Mpa来换算成光弹性常数。 折射率利用真空中的光速度与玻璃中的光速度的比例，因此用穿透光进行光弹性测定的公式也就出来了，即 光路差=C*应力*光经过的长度=△n*光经过的长度

拉拔仪说明书

拉拔仪说明书 中、小级拉拔力情况下的岩石锚杆，其锚固应力传递深度仅1.5~3.0 m（12~20倍锚固体直径），并且沿应力传递深度也并非呈均匀分布，而是在近地面约1/3的深度内锚固应力集中，根据这种情况，基于保证支座压力不对锚杆抗拔力产生叠加出发，我们与检测单位研究商定，锚杆至支座净距取1.0~1.2m。拉拔仪当拉拔用千斤顶穿心式活塞杆的中心孔套住被测杆件后，选用合适的卡头卡住被测杆件露出中心孔的部分；在手动压力泵的液压力的作用下，油压通过油管传递至千斤顶缸体之后，活塞杆顶住专用夹头向外运动；压力直接作用在夹（锚）环上，再传递至夹片，夹片受力后卡紧被测杆件，最终促使杆件受到向外的拉拔力；此时压力泵上的压力表中显示出的压力（MPa）值，换算出所对应的受力(kN)值，即反应出被测杆件所受拉拔力的大小。按照正常的安装工艺安装待测锚杆，用砂浆将锚杆口部抹平，以便支放承压垫板。根据锚杆的种类和试验目的确定拉拔时间。在锚杆尾部加上垫板，套上中空千斤顶，将锚杆外端与千斤顶内缸固定在一起，并装设位移测量设备与仪器。通过手动油压泵加压，从油压表读取油压，根据活塞面积换算锚杆承受的拉拔力，视需量从千分表读取锚杆尾数的位移，绘制锚杆拉拔力位移曲线，供分析研究。拉拔仪在完毕后，压力泵卸压时，锚(夹)具随之自动松开，可较快取下拉拔用千斤顶；适合长度较小型拉拔仪在完成检测后，需用人工以较小的力晃动、振动的方法卸下卡头，也可方便地下卸拉拔用千斤顶。拉拔检测仪不仅可以实现钢筋锚固拉拔力检测，也可根据用户要求作其它杆件的锚固拉拔力的测试；还可配置合适的夹头完成诸如瓷砖—胶—混凝土等面层之间的粘接力的大小；还可根据用户要求完成现场混凝土强度的拉拔试验，等等；拉拔检测仪有着较宽的应用面。 ML-200锚杆拉力计（研制单位：） 一、概述 锚杆拉力计（又称锚杆拉拔仪）是用于测试螺杆与基础件结合的牢固程度，它广泛用于采煤、国防、交通 运输等各种坑道作业，是一种简便科学测试工具。手动油泵，是将手动机械能转换为液压能的一种小型液 压泵站，在使用配套油缸及专用工具的情况下进行各种作业检测等。 现有产品：分数式锚杆接力计和指针式锚杆拉力计。自动退锚（复位）手动退锚两种。 二、结构及特点 锚杆拉力计分手动油泵，配套空心油缸两部分，并用高压橡胶管连接而成。手动泵体内有高低压两路及相 应的阀，故在轻负荷时，大量的低压油与少量的高压油同时进入油缸，使活塞迅速上升，重负荷时，低压 油自动卸荷排回油管，以减轻压杆所需作用力，降低劳动强度。由于手动油泵和空心油缸是分离的，所以 油缸在使用时，不论直立横卧式倒置均可。被测螺杆所受之拉力可先在压力表上直读出指示数（MPA）, 并在换算表中查出相应的承受拉力（吨）。如使用的是数显峰值表直读显示即可，使用数显峰值表详读使 用说明书。

ASTM C 1279-2009 退火、热处理和全钢化平玻璃边缘和表面应力的无损光弹性无损测量标准方

译文 名称：ASTM C1279-2009 退火、热处理和全钢化平玻璃边缘和表面应力光弹性无损测量标准方法 1.总则 1.1这个测试方法覆盖了退火、热增强和全钢平板玻璃的边缘和表面应力检测。 1.2这个测试方法是无损的。 1.3这个测试方法是用光线传输，即光线透过玻璃。 1.4这个测试方法不适于化学钢化玻璃。 1.5使用过程描述，表面应力只能在浮法玻璃的锡面上检测。 1.6表面应力的测量仪器设计的表面反射指数是被规范在一定范围内。 1.7值的单位为SI单位。没有其他的测量单位包括在标准中。 1.8这个标准未明确顾及安全的地方，如果有的话，与此相关联的可以使用。这个使用人应当建立适当安全和健康行为和决定其先期使用的适用性。 2.涉及文件 2.1ASTM标准 C162玻璃技术和玻璃生产 C770测量玻璃应力的方法-光系数 C1048热处理浮法玻璃规范-Kind HS、KindFT镀膜和非镀膜玻璃 E691产品和实验室内研究测试方法的测试精度操作 2.2其他文件 工程标准手册 钢化玻璃表面和边缘应力 3.术语 3.1定义： ，在被测样品和观察者之间指定位置。 ，一种产生高质量透过光程差的双折射材料：位置在待测样品和分析仪之间。 3.2这种方法的条款定义，涉及C162术语。

4.测试方法概要 4.1这个标准里面描述了两种测试方法： 4.2两种方法都使用光弹性的基本概念。因为要产生应力，材料应具有各向异性和双折射性。当偏振光传播通过各向异性材料，沿着最大和最小主应力方向分解成不同速度和振动方向的光线，这两光线产生相对光程差，相对光程差与测量的应力成正比；而且可以用补偿片精确检测。使用额外背景看钢化玻璃的表面和边缘应力。 5.注意事项和使用 5.1热增强玻璃和全钢化玻璃的强度和性能受热处理过程影响重大。 5.2边缘和表面应力水平被GTA的工程标准手册C1048和外来标准所规定。 5.3这种方法提供了直接方便的无损检测退火和热处理玻璃残余的表面和边缘应力。 6.操作原则 6.1过程A：测量表面应力： ，用楔形补偿器测量基于表面应力产生的光程差（见图1）。 ，在样品表面产生的光程差Rs中加上补偿片产生的光程差Rc。分析器A放置在视野和补偿片Wc 之间，会产生可见的具有稳定的光程差R的条纹或线条，其中： R=Rs+Rc 因为样品产生的光程差和表面应力S成正比，光线路径t，因此，可以得出： Rs=C*S*t=C*S*ax 其中：R：相对光程差 C：光弹系数 S：路径t垂直方向上的表面应力 t：在进口和出口点1、2之间的光传播路径 a：几何因子（与棱镜设计有关）a=t/x，这个常量被制造商所确定。 ，按一下计算： Rc=b*y b是一个常量，由补偿片制造商确定。观察者在补偿片上看到的总的光程差R。 R=Rs+Rc=a*C*S*x+b*y ，因此斜线见图2。角度θ是这些相对平行的包含光线的条纹倾斜角、见图1和图2。这种测量应力是与斜角θ的切线成正比，使用量角仪和校准设备常数K Mpa（psi），被制造商确定。 在实际过程（见一下9.1）中，操作者测量观察到的条纹的倾斜角θ。 注1.本章所涉及的表面应力测量仪器是由宾夕法尼亚州北威尔士的应变光学技术设计的。 Note2.浮法玻璃的应力常数通常为2.55到2.65 布儒斯特。可以使用C770测量标准中所描述的方法来校准。 6.2步骤B：测量边缘应力

混凝土弹性模量测定仪使用说明

150*300型 混凝土弹性试模 使用说明书 上海雷韵试验仪器制造有限公司

一、简介 本产品符合GB11971-89《加气混凝土力学性能试验方法》GB81-85《普通混凝土力学试验方法》JTG E30-2005《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》中Ｔ0556/T0557-2005的试验仪器要求：主要用于测量水泥混凝土的抗压弹性模量试验。 二、主要技术参数 检测混凝土试件类型（本仪器可用于多种试件） 菱形试块150 x150x300 圆柱试块Φ150x300 100x100x300 Φ100x300 70.7x70.7x3 千分表量程：0-1mm 测环上下距离：150mm 三、结构及操作程序 本测定仪由上下环接触杆千分表和固定螺丝组成。 (参见附图)试验前，将弹性模量测定仪放置于平整位置，旋出上、下的固定螺钉，将养护好的混凝土试件放入测试环中, 旋紧上、下固定螺钉, 装上千分表，松开固定板，取下固定板，测定仪己在试件上固定。把测定仪与试件一同放置在压力试验机的下压板上，试件的上中心与压力试验机的上压板的中心对准, 千分表调整到零位置。 开动压力试验机，当上压力板与试件接近时，调整球座，使试件与上压板接触平衡。加荷至基准应力为0.5MPA并以0.6Mpa/S的速度连续而均匀的加压到PA（即使试件预期破坏荷载值的40%），然后以同样的速度卸荷至零，如此反复做三次试验。在预压时，观察压力机和千分表是否正常。试件两侧千分表变形之差，不得大于变形平均值的15%，更不能正负异常，当采用100X100截面试件时，其两侧变形之差不得大于变形下平均值的20%，否则用硬木敲击球座调整，或调整试件的位置。 用上述速度进行第四次加荷，先至荷载PO(约0.5MPA)，保持30秒，分别读取两侧千分表▲0，然后加荷至PA，保持3秒，分别读两侧千分表▲A，分别计算两侧的变形增量▲A——▲O，并算出平均值，设为读取▲A后即以同样的速度卸荷至PO，保持30秒，分别读取两侧千分表读数▲O。同上步骤五次加载求出▲5 ▲5与▲4之差反应大于0.00002（L=150mm）否则应重复上述步骤，直至两次相邻的加荷变形值之差符合要求，以最后一次变形值▲n为准。然后卸下千分表，以同样的速度继续加荷至试件破坏，记下循环轴心抗压强度Ra.

盲孔法测残余应力

关于构件的残余应力检测（盲孔法检测） 一、前言 （1）应力概念 通常讲，一个物体，在没有外力和外力矩作用、温度达到平衡、相变已经终止的条件下，其内部仍然存在并自身保持平衡的应力叫做内应力。 按照德国学者马赫劳赫提出的分类方法，内应力分为三类： 第Ⅰ类内应力是存在于材料的较大区域（很多晶粒）内，并在整个物体各个截面保持平衡的内应力。当一个物体的第Ⅰ类内应力平衡和内力矩平衡被破坏时，物体会产生宏观的尺寸变化。 第Ⅱ类内应力是存在于较小范围（一个晶粒或晶粒内部的区域）的内应力。 第Ⅲ类内应力是存在于极小范围（几个原子间距）的内应力。 在工程上通常所说的残余应力就是第Ⅰ类内应力。到目前为止，第Ⅰ类内应力的测量技术最为完善，它们对材料性能和构件质量的影响也研究得最为透彻。除了这样的分类方法以外，工程界也习惯于按产生残余应力的工艺过程来归类和命名，例如铸造应力、焊接应力、热处理应力、磨削应力、喷丸应力等等，而且一般指的都是第Ⅰ类内应力。 （2）应力作用 机械零部件和大型机械构件中的残余应力对其疲劳强度、抗应力腐蚀能力、尺寸稳定性和使用寿命有着十分重要的影响。适当的、分布合理的残余压应力可能成为提高疲劳强度、提高抗应力腐蚀能力，从而延长零件和构件使用寿命的因素；而不适当的残余应力则会降低疲劳强度，产生应力腐蚀，失去尺寸精度，甚至导致变形、开裂等早期失效事故。 （3）应力的产生 在机械制造中，各种工艺过程往往都会产生残余应力。但是，如果从本质上讲，产生残余应力的原因可以归结为： 1.不均匀的塑性变形； 2.不均匀的温度变化； 3.不均匀的相变 （4）应力的调整 针对工件的具体服役条件，采取一定的工艺措施，消除或降低对其使用性能不利的残余拉应力，有时还可以引入有益的残余压应力分布，这就是残余应力的调整问题。 通常调整残余应力的方法有： ①自然时效 把构件置于室外，经气候、温度的反复变化，在反复温度应力作用下，使残余应力松弛、尺寸精度获得稳定。一般认为，经过一年自然时效的工件，残余应力仅下降2%～10%，但工件的松弛刚度得到了较大地提高，因而工件的尺寸稳定性很好。但由于时效时间过长，一般不采用。 ②热时效 热时效是传统的时效方法，利用热处理中的退火技术，将工件加热到500～650℃进行较长时间的保温后再缓慢冷却至室温。在热作用下通过原子扩散及塑性变形使内应力消除。从理论上讲采用热时效，只要退火温度和时间适宜，应力

手持式应力镜HD-1705说明书

北京绿野创能机电设备有限公司 010-567418620 HD-1705玻璃制品应力检查仪使用说明书 一、用途 玻璃制品应力检查仪是应用偏振光干涉原理检查玻璃内应力或晶体双折射效应的仪器。由于仪器备有灵敏色片，因此本仪器可以根据偏振场中的干涉色序，定性或半定量的测量玻璃的内应力。因此本仪器适合光学仪器厂、玻璃厂、玻璃制品长作测量光学玻璃、玻璃制品及其他光学材料的应力。 二、主要技术参数： 1、偏振片通光口径：150毫米 2、眼镜偏振片对角尺寸：48毫米 三、检测原理： 在正交的起偏镜与检偏镜之间放入双折射物质，视场中便会出现干涉色，一定的干涉色对应于一定的双折射光程差，其关系如表所示。 位于起偏镜与检偏镜之间的全波长是用高分子材料做成的薄片，其双折射光程差﹠为565毫微米，由表知道视场中的干涉色为紫红色。 如果在正交偏振镜之间除了全波片而外加试件，则二者的组合光程差，将大于或小于565毫微米，干涉色也相应地发生变化，根据干涉色查表得到组合光程差的数值。 有应力的玻璃试件也是双折射物质，将这样的试件放入应力检查仪光路中，也会引起干涉色的变化，就像上面所见附加试件放入光路的情形一样，只是由于玻璃试件应力不是均匀分布的，因此试件各点双折射光程差也不一样，结果视场中各点的干涉色变化情况也不相同。 四、测量方法： 将试件放放干涉视场中，通过检偏镜观察整个试件表面，根据干涉色定性地判断玻璃试件应力大小（玻璃试件退火质量）如试件颜色基本不变或者只有轻微的变化（由紫红到紫色），说明退火质量良好；如果试件某些部件上干涉色变化较大（例如出现绿色或黄色），说明退火质量较差。 然后参考国家标准《玻璃瓶罐内应力检验方法》。 五、仪器维护与使用注意事项： 1、仪器使用环境应干燥，注意防尘及防腐蚀性气体。使用后收好。 2、仪器中各光学件表面不得用手摸，如有尘土可用毛刷轻轻拂去。

玻璃表面应力的测定

玻璃表面应力的测定 平板玻璃一般以表面压应力大小的不同分为钢化玻璃、半钢化玻璃及退火玻璃。根据美国ASTM C1048-1997b 标准规定，各种玻璃的表面压应力范围为：钢化玻璃>69MPa (10,000psi) ，半钢化玻璃为：24MPa (3500psi) ~ 51MPa (7500psi). 我国新近出台的<<幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃>>国家标准也对应力作了明确要求, 半钢化玻璃为24-69 MPa, 钢化玻璃为95MPa 以上. 长期以来，国内厂家由于长期缺乏检测手段期对国际技术的了 解，仅依赖大量的抗冲击试验及碎片试验来确定钢化生产工艺参数及对玻璃质量的控制。不仅成本高昂，而且费时费力，反馈慢，可操作性极差，检验工作往往流于形式，无法真正将批量产品质量置于有效控制之下。对于半钢化玻璃而言，抗冲击及碎片试验无任何作用。以低成本快速方便地实现全面的质量控制，必须采用应力检测方法来稳定生产及产品质量。 表面应力无损检测技术有利于稳定钢化玻璃的生产及质量，更重要的是为检验半钢化玻璃质量提供了切实可行的测试手段。 1. 玻璃应力检测原理 玻璃经热处理冷却后，表面通常形成一定的压力，其方向平行于玻璃表面。因玻璃表面压应力与内部张应力相互平衡、及应力的各向同性，用垂直玻璃平面的透射光是无法测应力的。 当偏振光通过有应力的玻璃时，形成二束相互垂直且传播速度不同的光束，此现象即通常所称的“ 双折射” ，双折射率为：Dn =na-nb , Dn与玻璃中的应力s成正比，即Dn=C*s。假设光线在玻璃中的传播距离为t，则两光束的光程差R=Dn*t，即应力可由如下公式算出： s =Dn/C 或s =R/t*c 其中 C 称为应力光学常数，对于浮法玻璃，C=2.65。 目前测定表面应力的方法可归纳为二种：微分表面折射法（Differential Surface Refractometry, 简称DSR）和表面掠角偏光法（Grazing Angle Surface Polarimetry, 简称GASP） 2. DSR表面应力仪 此种仪器由美国GAERTNER SCIENTIFIC公司研制并生产，中国建材院也研制成功了类似的仪器。DSR表面应力仪一般由光源、棱镜、滤镜、望远物镜、测微目镜等部分组成（图一）。 DSR的工作原理见图二。当一定入射角的光线到达玻璃与棱镜的交界面时，由于双折射率的不同，光束会分成以不同临界角a，b反射返回棱镜的两路光束，通过用测微目镜测定两光束之间的距离，即可得到Dn数据并依据公式s =Dn/C算出应力s值。 如果应力s =100MPa，浮法玻璃的C=2.65′10-12 m2/N ，则依据公式 Dn=C*s=0.000265. 此数据极小，很难精确测定，因此DSR表面应力仪精度不高，只能用于测定高应力玻璃，不能用于半钢化玻璃。GAERTNER SCIENTIFIC 公司在其仪器操作手册中明确表示：“ 此仪器无

残余应力测定方法(精)

第二章残余应力测定方法 残余应力的测定方法大致可分为机械测量法和物理测量法两类。 物理测量法包括X射线法、磁性法、和超声波法等。它们分别利用晶体的X射线衍射现象.材料在应力作用下的磁性变化和超声效应来求得残余应力的量值。它们是无损的测量方法。其中X射线法使用较多，比较成熟，被认为是物理测量法中较为精确的一种测量方法。磁弹性法和超声波法均是新方法，尚不成熟，但普遍地认为是有发展前途的两种测试方法。物理法的测试设备复杂.昂贵.精度不高。特别是应用于现场实测时，都有一定的局限性和困难。 机械方法包括切割法、套环法和钻孔法（下面主要介绍）等，它是把被测点的应力给予释放，并采用电阻应变计测量技术测出释放应变而计算出原有残余应力。残余应力的释放方法是通过机械切割分离或钻一盲孔等方法，因此它是一种破坏性或半破坏性的测量方法，但它具有简单、准确等特点。 从两类方法的测试功能来说，机械方法以测试宏观残余应力为目的，而物理方法则测试宏观应力与微观应力的综合值。因此两种方法测试的结果一般来说是有区别的。 一、分离法测量残余应力 切割法和套环法都是将被测点与其邻近部分分开以释放残余应力，因此统称分离法。它是测量残余应力的一种最简单的方法，多用于测量表面残余应力或沿厚度方向应力变化较小的构件上的残余应力。 （一）、切割法：在欲测部位划线：划出20mm×20mm的方格将测点围在正中。在方格内一定方向上贴应变计和应变花，再将应变计与应变仪相连，通电调平。然后用铣床或手锯慢速切割方格线，使被测点与周围部分分离开。切割后，再测应变计得到的释放应变。它与构件原有应变量值相同、符号相反，因此计算应力时，应将所得值乘以负号。 释放后的残余应力计算方法如下： 1、如果已知构件的残余应力为单向应力状态，只要在主应力方向贴一个应变片（如图3.1）即可。分割后得释放应变ε，由虎克定律可知其残余应力为：σ=-Eε（1） 2、如果构件上残余应力方向已知，则在测点处沿主应力方向粘贴两个应变片1和2（如图3.2所示）。分割构件后测出ε1和ε2，计算残余主应力为： 3、如图被测点残余主应力方向未知，则需贴三向应变花（如图3.3所示）。连接应变仪调平后，沿虚线切割开，观察应变仪，直到切割处温度下降到常温时，测出再按（3）公式计算出主应力及其方向来。 （二）、套环法：在一些大型构件上，切割法有时难于进行，这时可采用套环法进行分离。其原理及贴片

YDCⅢ89A三向压电车削测力仪说明书

YDC-Ⅲ89A型 压电式车削测力仪使用说明书 钱敏、孙宝元、张军 大连理工大学机械工程学院传感测控研究所

大连理工大学机械工程学院传感测控研究所孙宝元、钱敏、张军 目录 使用前必读 使用中注意事项 测力系统标定结果 一、前言 二、压电石英晶体三维力传感器原理 1.基本原理 2.传感器的特点 3.传感器的基本性能指标 三、YDC-Ⅲ89A三向压电车削测力仪工作原理及特点 1.结构 2.原理 3.特点 四、YDC-Ⅲ89A三向压电车削测力仪静、动态标定 1.静态标定 2.动态标定 五、电荷放大器为主的基本测试系统 1.基本系统 2.电荷放大器的选择 六、使用注意事项 七、安装及操作规程 八、常见故障及其排除 第2页共14页

YDC-Ⅲ89A型压电式车削测力仪使用说明书 使用前必读！ 1、压电切削测力仪是精密测量仪器，使用时请务必小心，千 万不能使测力仪受到碰撞或撞击，如果这样有可能造成不可修复的损坏。 2、压电切削测力仪具有很好的线性、重复性和稳定性，长期 使用不需反复标定。 3、将测力仪安装在机床刀架上，测力仪的底面与刀架接触面 之间一定要平整，不得有高点或硬质点，微小的间隙也将会引起弹性变形，而减小固有频率。 4、刀架夹紧螺钉与测力仪之间一定要放置垫片，以防止测力 仪表面损坏。 5、将测力仪的输出线接头的芯轴与外壳用金属短接一下，以 释放残余电荷。 6、将测力仪输出接头接入放大器的输入电荷Q的插头上。 7、将三台电荷放大器的传感器灵敏度旋钮分别调至“YDC-Ⅲ 89A压电三向车削测力系统标定结果”中的数值，即： Fx向：4.65 pC/N Fy向：2.35 pC/N Fz向：5.99 pC/N 共14页第3页

《钢化玻璃表面应力检测仪器校准规范》编写说明

《钢化玻璃表面应力检测仪器校准规范》编写说明 一、工作概况 本校准规范用于“钢化玻璃表面应力检测仪”系统是否符合 GB/T 18144-2000《玻璃应力测试方法》中的测试装置的计量校准。 “钢化玻璃表面应力检测仪”是一种主要用于测量钢化玻璃表面应力值得专用仪器。 制定《钢化玻璃表面应力检测仪器校准规范》提高了测量钢化玻璃表面应力值的准确性，从而保障评估玻璃钢化后的各项性能的准确性。同时对玻璃深加工行业中钢化玻璃板块表面应力有明确的统一标准。 本规范制定任务由工信部以工信厅科[2017]56号文下达，计划号JJFZ（建材）007-2017，技术归口单位是中国建筑材料联合会，主要起草单位是中国建材检验认证集团股份有限公司。编制过程中，国家安全玻璃及石英玻璃质量监督检验中心、福耀汽车玻璃集团、哈尔滨哈飞汽车玻璃有限责任公司，北京天誉科技有限公司等多家单位参与规范制定工作；参与编制的成员比较广泛，包括计量科研机构、专业检测机构和生产企业等，充分考虑了本规范的行业属性、计量特点。 本规范于2017年7月启动，主要工作过程如下： 2017年8-12月，编制组针对GB/T 18144-2008《玻璃应力测试方法》以及相关文件，论文和资料进行详细研究工作。确定《钢化玻璃表面应力检测仪器校准规范》的编制框架。2018年1-5月编制

组联系了福耀汽车玻璃集团、哈尔滨哈飞汽车玻璃有限责任公司，北京天誉科技有限公司等多家机构针对本次《钢化玻璃表面应力检测仪器校准规范》的编制工作提出建议。 2018年5月至12月编制组开始校准规范的编写工作。期间编制组依托国家安全玻璃及石英玻璃质量监督检验中心在钢化玻璃方面的检测技术优势。对《钢化玻璃表面应力检测仪器校准规范》规范的校准过程进行了实际校准模拟，确保校准方法的准确性和可操作性，并针对国家安全玻璃及石英玻璃质量监督检验中心给予的相关意见进行了修改。 2019年1月编制组将《钢化玻璃表面应力检测仪器校准规范》的征求意见稿通过邮件方式发给了福耀汽车玻璃集团、哈尔滨哈飞汽车玻璃有限责任公司，北京天誉科技有限公司等单位征求意见。 2019年3月至4月编制组根据反馈的意见，对《钢化玻璃表面应力检测仪器校准规范》征求意见稿进行了修改。并完成《钢化玻璃表面应力检测仪器校准规范》送审稿。 二、相关技术背景 钢化玻璃的表面应力是检验钢化玻璃安全性的重要指标，如果钢化玻璃表面应力不能准确性地测量，就不能准确地判断钢化玻璃自身承载能力，抗风压性,寒暑性,冲击性等；从而不能保障钢化玻璃的安全性，导致人在使用这类安全玻璃过程中的危险可能性增大。 根据应力的定义：物体由于外因（受力、湿度、温度场变化等）而变形时，在物体内各部分之间产生相互作用的内力，以抵抗这种外

X射线应力测定方法

§1-6宏观残余应力的测定 残余应力的概念： 残余应力是指当产生应力的各种因素不复存在时，由于形变，相变，温度或体积变化不均匀而存留在构件内部并自身保持平衡的应力。按照应力平衡的范围分为三类： 第一类内应力，在物体宏观体积范围内存在并平衡的应力，此类应力的释放将使物体的宏观尺寸发生变化。这种应力又称为宏观应力。材料加工变形（拔丝，轧制），热加工（铸造，焊接，热处理）等均会产生宏观内应力。 第二类内应力，在一些晶粒的范围内存在并平衡的应力。第三类内应力，在若干原子范围内存在并平衡的应力。通常把第二和第三两类内应力合称为“微观应力”。下图是三类内应力的示意图，分别用sl,sll,slll表示。 构件中的宏观残余应力与其疲劳强度，抗应力腐蚀能力以及尺寸稳定性等有关，并直接影响其使用寿命。如焊接构件中的残余应力会使其变形，因而应当予以消除。而承受往复载荷的曲轴等零件在表面存在适当压应力又会提高其疲劳强度。因此测定残余内应力对控制加工工艺，检查表面强化或消除应力工序的工艺效果有重要的实际意义。 测定宏观应力的方法很多，有电阻应变片法，小孔松弛法，超声波法，和X射线衍射法等等。除了超声波法以外，其它方法的共同特点都是测定应力作用下产生的应变，再按弹性定律计算应力。X射线衍射法具有无损，快速，可以测量小区域应力等特点，不足之处在于仅能测量二维应力，测量精度不十分高，在测定构件动态过程中的应力有一些困难。 1-4-1 X射线宏观应力测定的基本原理

测量思路： 金属材料一般都是多晶体，在单位体积中含有数量极大的，取向任意的晶粒，因此，从空间任意方向都能观察到任一选定的{hkl}晶面。在无应力存在时，各晶 （如下图所示）。 粒的同一{hkl}晶面族的面间距都为d 当存在有平行于表面的张引力（如σφ）作用于该多晶体时，各个晶粒的晶面间距将发生程度不同的变化，与表面平行的{hkl)（ψ=0o）晶面间距会因泊松比而缩小，而与应力方向垂直的同一{hkl)（ψ=90o）晶面间距将被拉长。在上述两种取向之间的同一{hkl)晶面间距将随y 角的不同而不同。即是说，随晶粒取向的不同，将从0度连续变到90度，而面间距的改变将从某一负值连续变到某一正值。应力越大，?d的变化越快。 为求出σφ的大小，显然，只要测出ψ=90o时的?d就能通过胡克定律 σ =E?ε =E(hkl)?(?d/d0)计算出来。然而，由于ψ=90o时的X衍射线方向无法直接测到（衍射线指向样品内部），因此可以考虑其它角度时的?d变化情况（如下图所示）。 显然，只要知道了y-?d的变化规律，可以得到ψ=90o时的?d值，从而计算出σφ的数值。下面从力学角度建立y-?d的关联性。

X射线应力测定仪操作步骤方法

爱斯特X射线应力测定仪操作步骤 一、测应力 （1）开机之前，先开循环水（开关在水箱背部） 然后打开水箱前部的3个开关（先开电源——最上方，接着是泵——最下方，等到中间开关指示灯不闪（等大约60s）再开中间的开关。） 注：水箱里的水大约4L，等水量不足时加水，无需换水。 （2）打开低压控制箱（上方）——先开右侧开关，再开左侧（驱动电源），左侧电源开启后电机就不能手动调整，已固定。 （3）打开高压控制箱开关。 （4）找到测试点。对测试位置进行调节，使得测试点位于回转中心（点与十字架完全重合）。 （5）测试前预热10min左右。选择“应力测试快捷方式”，填写所测材料的基本信息，选择好各类参数，衍射峰角度范围在144~168之间，一般铁素体的衍射峰出现在156.4度左右。可以根据测试的实际情况调整测试范围，如果工件进行过喷丸处理，要适当增大测试的角度。 管压选择——20~25，一般选择20（Cr靶）最大为28。当测曲面用0.5 1.0 1.5 的准直管，用28kv ,8Ma 管流——5~6，一般选择5，最大为8。 步距一般为0.1，时间为0.5，当有质构时，时间调为1s （6）测试结束选择另存为保存，要不然新的数据会覆盖当前数据！ （7）测试结束进行标定（相当于对整套设备位置进行还原） （注：测试过程发现参数设置不合理或者其他问题，按空格键暂停。另外在测试过程中不要动软件显示屏，否则容易当机。） 二、测残奥 操作步骤如上，选择“测试残奥”快捷方式，步距设为0.1，衍射峰角度一般在128~129左右。马氏体为156.4左右！ 注意事项：

1.探头管的直径可供选择的有?0.5??4，曲面测量时，选择小的探头，曲面直径在10左右，使用?1.5或者?2，测试齿根应力，采用?1的探头。 平面应力测量时，一般选择?2或者?3。 换探头时，探头小口朝正后方插入即可。 2.大多数的金属材料可以使用Cr靶，测试钛合金时，使用Cu靶。 电解抛光机使用 1.用胶带把无需处理的地方包起来，防止整个表面都被腐蚀。 2.接好电源和插线（同色相接），黑色夹持工件，把浸在饱和盐水里的棉球用镊子塞入红色探头，然后在需要抛光处进行擦拭。注意观察电流大小，达到5A左右较为适宜。太小的话看看盐水浓度是不是不够，擦拭时带一点力道。