[发明专利]残余应力测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种残余应力测量方法。

背景技术

要求准确地测量结构物的内部的残余应力。这是因为，该残余应力影响该结构物的强度以及寿命。成为残余应力的发生源的热应变、塑性应变等应变被称为固有应变，提倡根据该固有应变计算出残余应力的固有应变法。固有应变法包含：测量因残余应力被释放而产生的释放应变(弹性应变)的步骤；通过使用有限元法的反分析，根据所测量的释放应变导出固有应变的分布的步骤；以及通过使用有限元法的正分析计算出残余应力的分布的步骤。

例如，作为基于所述固有应变法测量轴状部件的残余应力的方法，已知有使用将结构物沿轴向切断的测量片(T片)和沿垂直于该T片的切断方向的方向切断的测量片(L片)的T-L法。具体而言，提倡包含：分别对所述T片和所述L片测量释放应变的步骤；在圆筒坐标上的模型，使用有限元法由所述释放应变导出固有应变的步骤；以及计算出残余应力的步骤的方法(参照日本专利公开公报特开2005-181172号、“利用固有应变法的焊接残余应力的测量”等)。

固有应变法在其原理上并不一定需要直接测量想要测量的部位的释放应变。但是，释放应变的测量伴随误差，因此，测量在初期状态下残余应力更高的位置的释放应变，才可提高残余应力的预测精度。因此，优选在残余应力的梯度陡峭的部分设定更多的测量点。但是，缩小切断对象体的间隔在物理上有极限，如果适用以往的TL法，有时残余应力的梯度陡峭的部分包含在一个切断片中。因此，根据结构物的形状，有时残余应力的算出精度会不充分。

尤其，在测量具备圆柱状的轴部和比该轴部的外周面更向径向外侧突出的板状部(凸缘)、且设有用于缓和应力集中于连接轴部和板状部的部分的圆角面的结构物的残余应力的情况下，上述问题可能会变得显著。具体而言，在此种结构物中，所述圆角面成为最弱部位的可能性高，为了使最弱部位的圆角面高强度化，有时适用表面处理技术。在如此适用表面处理技术的圆角面附近集中分布残余应力。然而，在使用基于以往的T-L法的圆筒坐标模型的分析中，圆角面整体会包含在一个L片中，发生不能以充分的精度分析圆角面附近的局部性的残余应力分布的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开公报特开2005-181172号

非专利文献

非专利文献1：中長啓治、他5名「固有歪法による溶接残留応力の測定」、溶接学会論文集、平成21年3月、第27巻、第1号、P.104－113(中长启治、另5名“利用固有应变法的焊接残余应力的测量”，焊接学会论文集，2009年3月，第27卷，第1号，P.104-113)

发明内容

本发明的目的在于提供一种残余应力测量方法，能够高精度地测量具有圆柱状的轴部和从该轴部向径向突出的板状部、且在连接所述轴部和所述板状部的部分设有圆角面的对象体的该圆角面附近的残余应力的分布。

该方法用于测量对象体的残余应力，所述对象体具有：圆柱状的轴部；和比该轴部的外周面在整周上向径向外侧突出的板状部，其中，在连接所述轴部与所述板状部的部分设有圆角面，所述残余应力测量方法包含反复进行测量循环，所述测量循环包含：切削所述对象体而形成新的切削面的步骤，其中，所述新的切削面是与所述轴部的中心轴同心的圆锥面或圆筒面，所述圆锥面或圆筒面在反复进行的所述测量循环中通过不变的基准位置；以及测量所述切削面上的多个部位的残余应力的步骤。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的残余应力测量方法的流程的流程图。

图2是表示通过图1的残余应力测量方法测量残余应力的轴状部件的剖视图。

图3是从所述轴状部件切出的对象体的剖视图，是表示在图1所示的逐次切削释放应变测量步骤依次形成的切削面的图。

图4是表示图1所示的逐次切削释放应变测量步骤的详细的流程的流程图。

图5A是表示图4所示的基准位置决定步骤决定的基准位置的第一例的剖视图。

图5B是表示图4所示的基准位置决定步骤决定的基准位置的第二例的剖视图。

图5C是表示图4所示的基准位置决定步骤决定的基准位置的第三例的剖视图。

图6是表示在图4所示的应变计粘贴固定步骤被粘贴固定应变计的对象体的例子的立体图。

图7是表示在图4的邻接槽形成步骤被形成邻接槽的对象体的例子的立体图。

图8是表示图4所示的邻接槽形成步骤的邻接槽的形成例子的对象体的剖视图。