应力测定方法
应力检测原理
应力检测原理
应力检测原理是通过测量物体受力后产生的形变或应变来判断其受力状态的一种测试方法。
在实际应用中，常用的应力检测原理包括电阻应变片原理、应变计原理和激光干涉法原理。
首先，电阻应变片是一种具有性能稳定、可重复使用的应力测量元件。
它通过在应力作用下形成电阻值变化，来间接反映物体的应变情况。
当物体受到压力或拉伸时，电阻应变片会随之发生形变，进而改变其电阻值。
通过测量电阻的变化，可以推算出物体所受的应力。
其次，应变计原理是一种更加直接的应力测量方法。
应变计是一种高精度的电阻应变元件，通过粘贴在被测物体的表面，当物体受到力的作用时，应变计会产生应变，并且应变的大小与物体所受的应力成正比。
应变计内部具有电阻，通过测量电阻的变化，可以获得物体所受的应力值。
最后，激光干涉法原理是一种非接触、高精度的应力测量方法。
该方法利用激光的干涉原理，通过激光束的反射和干涉，测量物体表面形变的微小位移。
物体在受力作用下会出现形变，根据形变产生的位移，可以计算出物体所受的应力大小。
以上是常用的应力检测原理，通过采用合适的测量原理，可以准确地判断物体受力状态，为工程设计和科学研究提供重要数据支持。
地应力测定方法
地应力测定方法
嘿，你知道吗，地应力测定方法那可真是太重要啦！就好像我们要了解一个人的性格一样，得有合适的办法。
咱先说说水压致裂法吧。
这就好比给大地来个“温柔的压力测试”。
通过向钻孔内注入高压水，让岩石产生裂缝，从而能得到地应力的信息。
这多神奇呀！是不是有点像医生用特殊的手段来诊断病人的病情呢？
还有应力解除法呢。
这就像是给大地“松松绑”，然后观察它的反应。
把岩石周围的约束去掉一部分，测量它变形的情况，进而推断出地应力。
这可不是一般人能想到的办法呀！
声发射法也很有意思哦。
岩石在受力的时候会发出一些微小的声音，就像人在紧张时可能会不自觉地发出一些小动静一样。
通过监测这些声音，就能了解地应力的情况啦。
那地应力测定到底有啥用呢？这可太关键啦！它能帮助我们在工程建设中做出更合理的设计呀。
要是不了解地应力，就好比闭着眼睛走路，多危险呐！比如建隧道、修大坝，都得根据地应力来好好规划，不然可能会出现各种问题呢。
而且，这对地质研究也是非常重要的。
它能让我们更好地理解地球内部的结构和运动规律，就像给地球做了一次全面的体检一样。
总之，地应力测定方法是我们探索地球的重要工具，我们可不能小瞧它们呀！它们就像一把把钥匙，能打开地球内部奥秘的大门。
我们要不断地研究和发展这些方法，让我们对地球的了解越来越深入，越来越准确！这样我们才能更好地和地球相处，更好地利用地球的资源，同时也更好地保护我们的地球家园呀！。
流变中屈服应力测试方法的选择
流变中屈服应力测试方法的选择流变学是研究物质在受力下发生流动和变形的力学分支学科，流变学的研究在材料科学、化学工程、地质学等领域具有重要意义。
屈服应力是材料在外加应力作用下发生塑性变形的临界值，对于材料的加工性能和使用寿命有着重要的影响。
为了准确测量材料的屈服应力，需要选择合适的测试方法。
下面将介绍几种常用的屈服应力测试方法，并对其特点进行分析。
1.金属拉伸试验金属拉伸试验是最常用的屈服应力测试方法之一。
该方法通过在试样上施加拉伸力来测量材料的拉伸性能。
在拉伸过程中，应力和应变随时间变化，通过测量应力和应变的关系可以确定材料的屈服应力。
金属拉伸试验的优点是简单方便、结果可靠，适用于各种金属材料。
然而，金属拉伸试验需要大量的试样，无法直接用于非金属材料的屈服应力测试。
2.压痕试验压痕试验是一种常用的材料力学性能测试方法，通过在试样上施加压力来测量材料的硬度。
在压痕试验中，可以通过测定压痕的直径和深度计算出材料的屈服应力。
压痕试验的优点是操作简单、不需要大量试样，适用于各种材料。
然而，压痕试验只能测量材料的局部性能，无法反映其整体屈服应力。
3.剪切试验剪切试验是一种常用的测试方法，用于测量材料在剪切力作用下的变形性能。
在剪切试验中，材料在两个平行应力面之间发生剪切，通过测量施加的剪切力和材料的剪切变形量，可以计算出屈服应力。
剪切试验的优点是可以模拟材料在现实应力条件下的变形行为，适用于各种材料。
然而，剪切试验需要专用的试验设备和较大的试样，成本较高。
4.旋转试验旋转试验是一种专用的测试方法，用于测量材料在旋转条件下的变形性能。
在旋转试验中，材料在旋转圆盘上旋转，通过测量施加的旋转力和材料的变形量，可以计算出屈服应力。
旋转试验的优点是可以模拟材料在旋转条件下的变形行为，适用于各种材料。
然而，旋转试验需要专用的试验设备和较大的试样，操作相对复杂。
综上所述，选择合适的屈服应力测试方法需要根据具体材料和实验要求来确定。
地应力测量方法
地应力测量方法1.水压至裂法水压致裂法地应力测试是通过在钻孔中封隔一小段钻孔，然后向封隔段注入高压流体，从而确定原位地应力的一种方法。
水压致裂法的2种方法试验设备相同，都有封隔器、印模器，使用高压泵泵入高压液体使围岩产生新裂隙或使原生裂隙重张。
常规水压致裂法(HF法)HF法是从射井方法移植而来，假定钻孔轴向为1个主应力方向，岩石均质、各向同性、连续、线弹性，采用抗拉破坏准则，在垂直于最小主应力方向出现对称裂缝，其仅能测得垂直于钻孔横截面上的二维应力。
在构造作用弱和地形平坦区，垂直孔所测结果可代表2个水平主应力，垂直应力约等于上覆岩体自重，裂缝方位为最大水平主应力方位。
HF法测试周期短，不需要岩石力学参数参与计算，适合工程初勘阶段，不需试验洞，可进行大深度测量，是目前惟一一种可直接进行深部地应力测定的方法。
通过对HF法的改进，德国大陆科学深钻计划(KTB)在主孔 6 000 m和9 000 m处已成功获得了地应力资料。
HF法是一种平面应力测量方法，为获得三维应力，YMizutaI和M KuriyagawaE提出3孔交汇地应力测量，我国长江科学院和地壳所也进行了大量的测试。
但研究表明，当钻孔轴向偏离主应力方向，其结果就有疑问，要精确获得三维地应力较困难。
为此，文献[7]基于最小主应力破坏准则，对3孔交汇HF法测试理论进行了完善，其有助于提高测量结果的计算精度，但还有待足够的测量数据来验证。
原生裂隙水压致裂法(HTPF法)HTPF法是HF法的发展，其要求在含有原生节理和裂隙的钻孔段进行裂隙重张试验以确定原位应力。
HTPF法假定裂隙面是平的，且面上应力一致。
对于深孔三维地应力直接测量，HTPF 法可进行大尺度的地壳地应力测试，很有发展前途。
HTPF法同HF法相比，假设少，不需考虑岩石破坏准则和孔隙水压力，在单孔中便可获得三维地应力。
但用HTPF法测试费时，且裂隙产状和位置的确定误差都可降低计算精度。
2.套钻孔应力解除法套钻孔应力解除法根据解除方式和传感器的安装部位分为探孔应力解除法、孔底应变解除法和孔壁切割解除法。
地应力的测量方法
地应力的测量原理目前地应力测量方法有很多种，根据测量原理可分为三大类：第一类是以测定岩体中的应变、变形为依据的力学法，如应力恢复法、应力解除法及水压致裂法等；第二类是以测量岩体中声发射、声波传播规律、电阻率或其他物理量的变化为依据的地球物理方法；第三类是根据地质构造和井下岩体破坏状况提供的信息确定应力方向。
其中，应力解除法与水压致裂法得到比较广泛的应用，其他几种只能作为辅助方法。
1.应力解除法测试原理和技术1.1应力解除法测试原理具有初始应力的岩体，用人为的方法卸去其应力，在岩体恢复变形的过程中测试其应变，然后用弹性力学理论计算出地应力的大小，得出其方向、倾角。
目前国内外地应力测量普遍采用空心包体应变计测量技术。
KX一81型空心包体应变计由A、B、C 3组共12枚应变片嵌埋在1个壁厚约3 mm的空心环氧树脂圆筒中间，圆筒外表面与钻孔壁用专用环氧树脂胶黏结在一起，其是在澳大利亚CSIRO空心包体应变计的基础上研制出来的，是套钻孔应力解除法的一种，只需1个孔就能测量出某点的三维原岩应力，具有使用方便、安装操作简单、成本低、效率高等优点。
1.2完全温度补偿技术KX一81型空心包体应变计与其他许多应变测量仪器一样，均采用应变计作为敏感元件，并根据惠斯顿电桥的原理13J，将应变的变化转换成电压变化经放大后记录下来。
电阻应变计对温度变化是很敏感的，温度发生变化时应变计的电阻值将发生变化，从而产生虚假的附加应变值。
因此在现场测试中必须采取温度补偿措施。
惠斯顿电桥原理：平衡时，检流计所在支路电流为零，则有，（1）流过R1和R3的电流相同（记作I1），流过R2和R4的电流相同（记作I2）。
（2）B，D两点电位相等，即UB=UD。
因而有 I1R1=I2R2；个阻值已知，便可求得第四个电阻。
测量时，选择适当的电阻作为R1和R2，用一个可变电阻作为R3，令被测电阻充当R4，调节R3使电桥平衡，而且可利用高灵敏度的检流计来测零，故用电桥测电阻比用欧姆表精确。
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。
应力试验简述
3
在选择加载速度时，应考虑到加载速度对试样内 部结构的影响，以及可能出现的应力集中和应变 率效应。
试验过程中的安全性
01
试验人员应严格遵守安全操作规程，确保试验过程中
的安全。
02
在进行高强度或高温试验时，应特别注意防止试样破
裂或飞溅造成人员伤害或设备损坏。
03
在试验过程中，应密切关注试样的变形和加载情况，
应变是材料在受力过程中发生的形变 程度，而应力则是单位面积上的力， 通过测量应变和应力，可以推导出材 料的弹性模量、泊松比等参数。
材料的强度与韧性评估
材料的强度是指材料在受到外力作用 时所能承受的最大应力值，通过应力 试验可以测定材料的强度极限、屈服 点等指标。
材料的韧性是指材料在受到外力作用 时抵抗断裂的能力，通过应力试验可 以测定材料的冲击功、延伸率等指标， 评估材料的韧性。
02
试样的尺寸、形状和加工方式应符合相关标准或规 范，以确保试验结果的准确性和可靠性。
03
在可能的情况下，应尽量选择具有相同或相似工艺 条件和化学成分的试样进行试验。
加载速度的选择
1
加载速度是应力试验中一个重要的参数，它会影 响到试样的应力应变行为和试验结果。
2
加载速度的选择应根据被测试材料的性质和试验 目的来确定，以确保试验结果的准确性和可靠性。
应力
01
物体受到外力作用时，单位面积上所承受的力，表示为σ（西格
玛）。
应力的分类
02
根据作用方式，应力可分为正应力和剪应力；根据作用方向，
可分为法向应力和切向应力。
应力的单位
03
应力的单位是帕斯卡（Pa），1Pa=1N/m^2。
应力的测量方法
应力测试仪操作方法
应力测试仪操作方法
应力测试仪是一种常用的实验仪器，用于测定材料的应力-应变关系。
下面是应力测试仪的操作方法：
1. 将待测试的材料制备成标准的样品，确保其尺寸和形状符合测试要求。
2. 将样品放置在应力测试仪的工作台上，并根据测试要求调整夹持装置固定样品。
3. 打开测试仪的电源开关，并根据测试要求设置测试参数，如加载速度、加载范围等。
4. 确保测试仪的显示屏幕上显示正确的测试参数，并检查传感器和测量装置的连接是否正常。
5. 进行预加载校准，即通过加负荷使样品发生微小形变，然后松开负荷，样品应恢复到原来的形状。
6. 开始测试，根据测试要求逐渐加载样品，一般从较小的载荷开始，逐渐递增。
7. 在测试过程中，观察测试仪的显示屏幕上的数据，并记录下应力-应变曲线。
8. 如果需要，可以进行多次测试以获得更准确的结果。
9. 测试完成后，关闭测试仪的电源开关，取下样品，清理测试仪并恢复到初始状态。
10. 将测试数据整理并分析，得出测试结果。
以上是一般的应力测试仪的操作方法，具体的操作步骤可能会因不同型号的应力测试仪而有所差异。
使用前请务必仔细阅读并遵循相关的操作手册和安全指南。
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θ -θ扫描Ψ测角仪的功能
特
点
• 吸收因子恒等于1。无论衍射峰敏锐还是漫散，也不管 Ψ角如何变化，衍射峰都不会倾斜，峰形基本对称。 这对于提高测量精度十分有利。 • 允许设置较宽的2θ扫描范围，例如120°～170°。对 不同的材料，可以选者更合适的衍射峰进行应力测定。 测定残奥含量方便快捷，重复性好。 • 允许设置较宽的Ψ范围，例如0°～60°，这也有利提 高测量精度。 • 固定Ψ法准确体现衍射原理，对粗晶和织构材料的应 力测定大有好处 。 • 聚焦法的衍射几何可以提高衍射强度。
海南新大洲 X射线应力实验室 湖ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ省电力试验研究所
武钢锅炉压力容器检验站 武钢轧辊公司
的功能与结构
θ-θ扫描Ψ测角仪
直接实现的测量方法是
侧倾固定Ψ 法
最理想的测量方法
θ-θ扫描Ψ测角仪
衍射几何示意图
2θ=120° 170° 165° 160° 155° 150° 145° 140° 135° 130° 125°
Θ-θ扫描示意动画
Ψ运动示意动画
Ψ=0° Ψ=60° Ψ=30° Ψ=45° Ψ运动示意动画