[发明专利]追踪特定取向二阶应力分布的中子衍射测量方法及系统

权利要求书

1.一种追踪特定取向二阶应力分布的中子衍射测量方法，其特征在于，包括：

步骤1：根据样品晶体结构特点确定拟追踪晶粒取向及其待测{hkl}晶面组；

步骤2：通过织构标定或理论计算，确定各待测{hkl}晶面空间衍射几何位置；

步骤3：利用中子衍射测量待测{hkl}晶面；

步骤4：计算所追踪晶粒取向的三维应力张量并输出结果；

步骤5：若进行原位实验，则改变原位环境后，返回步骤3，继续执行，获得所追踪晶粒取向的原位三维应力张量并输出结果。

2.根据权利要求1所述的追踪特定取向二阶应力分布的中子衍射测量方法，其特征在于，所述步骤1包括：某一晶粒取向表示某一组空间朝向相同的所有晶粒。

3.根据权利要求1所述的追踪特定取向二阶应力分布的中子衍射测量方法，其特征在于，所述步骤1包括：{hkl}uvw晶粒取向表示{hkl}晶面的法向量与样品法向共线，{uvw}晶面的法向量与样品轧制方向共线的空间朝向。

4.根据权利要求1所述的追踪特定取向二阶应力分布的中子衍射测量方法，其特征在于，所述步骤3包括：对所追踪的每个晶粒取向选取至少6个线性无关的{hkl}晶面进行测量。

5.根据权利要求1所述的追踪特定取向二阶应力分布的中子衍射测量方法，其特征在于，所述步骤4包括：

步骤4.1：拟合每个单峰谱图，得到各晶粒取向的不同{hkl}晶面衍射峰的衍射角位置与半高宽变化；

步骤4.2：根据布拉格定律计算各个{hkl}晶面的应变；

步骤4.3：根据多个{hkl}晶面的应变计算三维应变张量；

步骤4.4：利用广义胡克定律和坐标转换计算得到晶粒取向在样品坐标系下的应力张量。

6.根据权利要求5所述的追踪特定取向二阶应力分布的中子衍射测量方法，其特征在于，所述步骤4.2包括：设n方向为{hkl}晶面法向量方向，则n方向上的应变ε_n通过{hkl}晶面衍射角2θ相对于样品无应力情况时的偏移计算得到。

7.根据权利要求1所述的追踪特定取向二阶应力分布的中子衍射测量方法，其特征在于，所述原位环境包括力场和温度场。

8.一种追踪特定取向二阶应力分布的中子衍射测量系统，其特征在于，包括：

模块M1：根据样品晶体结构特点确定拟追踪晶粒取向及其待测{hkl}晶面组；

模块M2：通过织构标定或理论计算，确定各待测{hkl}晶面空间衍射几何位置；

模块M3：利用中子衍射测量待测{hkl}晶面；

模块M4：计算所追踪晶粒取向的三维应力张量并输出结果；

模块M5：若进行原位实验，则改变原位环境后，调回模块M3，获得所追踪晶粒取向的原位三维应力张量并输出结果。

9.根据权利要求8所述的追踪特定取向二阶应力分布的中子衍射测量系统，其特征在于，所述模块M1包括：某一晶粒取向表示某一组空间朝向相同的所有晶粒；

所述模块M1包括：{hkl}uvw晶粒取向表示{hkl}晶面的法向量与样品法向共线，{uvw}晶面的法向量与样品轧制方向共线的空间朝向；

所述模块M3包括：对所追踪的每个晶粒取向选取至少6个线性无关的{hkl}晶面进行测量。

10.根据权利要求8所述的追踪特定取向二阶应力分布的中子衍射测量系统，其特征在于，所述模块M4包括：

模块M4.1：拟合每个单峰谱图，得到各晶粒取向的不同{hkl}晶面衍射峰的衍射角位置与半高宽变化；

模块M4.2：根据布拉格定律计算各个{hkl}晶面的应变；

模块M4.3：根据多个{hkl}晶面的应变计算三维应变张量；

模块M4.4：利用广义胡克定律和坐标转换计算得到晶粒取向在样品坐标系下的应力张量；

所述模块M4.2包括：设n方向为{hkl}晶面法向量方向，则n方向上的应变ε_n通过{hkl}晶面衍射角2θ相对于样品无应力情况时的偏移计算得到。