改进剥层应变法测量铝合金预拉伸厚板内部残余应力分布_英文_

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7050-T7651_铝合金厚板显微组织及力学性能不均匀性

7050-T7651_铝合金厚板显微组织及力学性能不均匀性

2023 年第 43 卷航 空 材 料 学 报2023,Vol. 43第 4 期第 76 – 85 页JOURNAL OF AERONAUTICAL MATERIALS No.4 pp.76 – 85 7050-T7651铝合金厚板显微组织及力学性能不均匀性王经涛1,2*, 孙 宁1,2, 黄同瑊1, 程志远1,2, 郭富安1,2, 郭丰佳1,2(1.山东南山铝业股份有限公司 国家铝合金压力加工工程技术研究中心,山东 龙口 265713;2.山东南山科学技术研究院有限公司 ,山东 龙口 265713)摘要:采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜和力学拉伸试验机,研究160 mm 7050-T7651铝合金特厚板不同厚度位置的金相组织、晶粒取向、织构类型、时效纳米析出相分布以及力学性能的差异。

结果表明:从板材表层到心部,组织中的第二相粒子含量降低,但尺寸增加;板材表层以小角度晶界亚结构组织为主,小角度晶界比例在79%~85%之间,而板材心部小角度晶界的比例为58%左右,相比于板材表层小角度晶界比例降低了26.6%~31.8%;板材表层以{001}<110>剪切织构为主,占比为3.64%,并随厚度增加,变形织构组分含量逐渐增多;板材厚度方向力学性能呈现出沿厚度表层-心部-表层方向先降低后升高的趋势,且力学性能最优位置均为板材表层位置。

关键词:7050-T7651铝合金厚板;显微组织;织构;力学性能;不均匀性doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2023.000008中图分类号:TG146.1 文献标识码:A 文章编号:1005-5053(2023)04-0076-10Inhomogeneity of microstructure and mechanical propertiesof 7050-T7651 aluminum alloy thick plateWANG Jingtao1,2*, SUN Ning1,2, HUANG Tongjian1, CHENG Zhiyuan1,2,GUO Fuan1,2, GUO Fengjia1,2(1. National Engineering Research Center for Plastic Working of Aluminium Alloys, Shandong Nanshan Aluminium Co., Ltd. , Longkou 265713,Shandong, China;2. Shandong Nanshan Academy of Science and Technology Co., Ltd. , Longkou 265713,Shandong, China)Abstract:The differences in the microstructure, grain orientation, texture type, aging nano precipitate phase distribution and mechanical properties of 160 mm 7050-T7651 aluminum alloy extra-thick plate at different thickness positions were studied by means of metallographic microscope, scanning electron microscope, transmission electron microscope and mechanical tensile test. The results show that from the surface to the center of the plate, the content of the second phase particles in the microstructure decreases, but the size increases; The surface layer of the plate is mainly composed of small angle grain boundaries. The proportion of small angle grain boundaries ranges from 79% to 85%, while the proportion of small angle grain boundaries in the center of the plate is about 58%, which is a decrease of 26.6% to 31.8% compared to the proportion of small angle grain boundaries on the surface layer of the plate; The surface layer of the plate is mainly characterized by {001}<110>shear texture, accounting for 3.64%. As the thickness increases, the content of deformation texture components gradually increases. The mechanical properties of the plate in the thickness direction show a trend of first decreasing and then increasing along the thickness surface-center-surface direction, and the optimal positions for mechanical properties are all located at the surface of the plate.Key words: 7050-T7651 aluminum alloy thick plate;microstructure;texture;mechanical property;inhomogeneity现阶段国内外飞机的生产均向着大型多载客、安全长寿命等方向发展,对飞机部件结构材料的强度、耐腐蚀、断裂韧度等性能提出了更加严格的要求。

基于固有应变法的中空薄壁铝合金结构件焊接变形及残余应力预测

基于固有应变法的中空薄壁铝合金结构件焊接变形及残余应力预测

基于固有应变法的中空薄壁铝合金结构件焊接变形及残余应力
预测
马嘉恒;张生芳;石鸿瑞;马付建;沙智华
【期刊名称】《制造技术与机床》
【年(卷),期】2024()5
【摘要】为提升中空薄壁铝合金结构件焊接变形与残余应力预测精度。

基于固有应变法与焊接热输入参数对焊接等效载荷开展求解,利用有限元仿真方式从变形及应力的角度出发,分别对焊接变形及残余应力进行分析,并通过焊接试验进行验证。

结果表明:焊缝左右两侧的边缘区域是产生焊接残余应力的主要位置,横向、纵向残余应力分别为275 MPa、181 MPa,结构件上蒙板呈马鞍形分布,焊接所导致的最大变形分布在上蒙板左右两侧,左右两侧仿真最大值分别0.299 mm、0.274 mm,左右两侧试验最大值分别0.37 mm、0.34 mm,试验变形值略大于仿真变形值,两侧变形预测误差率分别为19.1%、19.4%。

研究结果可为类似中空薄壁铝合金结构件焊接变形及残余应力预测提供一定参考依据。

【总页数】6页(P187-192)
【作者】马嘉恒;张生芳;石鸿瑞;马付建;沙智华
【作者单位】大连交通大学机械工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TH16
【相关文献】
1.焊接顺序对6061-T6铝合金汽车结构件焊接残余应力及变形的影响
2.2024铝合金结构件残余应力的评估与变形预测
3.采用固有应变法预测铝合金焊接变形
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7075铝合金残余应力释放的热处理工艺研究

7075铝合金残余应力释放的热处理工艺研究

7075铝合金残余应力释放的热处理工艺研究摘要:本文介绍了消除7075铝合金残余应力的常用热处理工艺措施,分析了各种热处理技术对消除残余应力所起到的作用,给出了针对7075铝合金的热处理工艺曲线,比较了各种热处理技术对消除7075铝合金残余应力的效果,为加工高强度的精密铝合金零件提供了技术参考。

关键词:7075铝合金残余应力热处理技术1 概述7075铝合金广泛应用于航空航天领域,属于a1-zn-mg-cu系可热处理强化的多元时效合金,具有高强度、低密度、热加工性能好等优点,固溶处理后经过人工时效处理后,抗拉强度可达600~700mpa,与45号钢的强度相当。

在150℃以下具有较高强度,其缺点是焊接性能较差,抗疲劳性能较差,有晶间腐蚀和严重的应力腐蚀倾向,并且为了获得高强度与高韧性,铝合金必须进行淬火处理。

当铝合金材料从大约470℃的高温快速淬入低温介质的淬火过程中,构件表面与心部存在很大的温度梯度,从而产生了很大的淬火残余应力。

故在使用过程中去除应力就相当必要。

本文所探讨的7075铝合金为应用于高精度的光学零件,对加工后的零件变形有较高要求。

在机械加工过程中,由于材料的去除,材料内部的残余应力将得到释放,此时往往产生很大的加工变形。

因此为了保证精密零件的尺寸稳定性应进行较好的残余应力释放。

2 实验方法实验材料选用7075-t6超硬铝合金板材,试样尺寸为15×150×220,分粗精加工两道工序进行加工,最终加工成10mm厚的平板试件,在粗精加工工序之间采用不同的热处理工艺进行残余应力的消除,精加工后利用三座标检验试样的平面度,比较宏观变形量的大小,利用钻孔法对试样内部残余应力的大小进行测定,比较微观应力值的大小。

本文所采用的消除残余应力的热处理工艺措施主要有以下几种:2.1 去应力退火去应力退火的目的是减小金属制件的内应力,降低材料的应力腐蚀倾向,保证零件尺寸的稳定性,同时其强度和硬度基本不下降。

铝合金厚板残余应力测试方法有效性分析

铝合金厚板残余应力测试方法有效性分析

提 高航 空结构 件 残 余 应力 的测 试 精 度 , 味 着 可 意 提 高其 安全 可 靠性 , 轻质 量 及 降 低 成本 口 。到 目前 减 ] 为 止 , 板 内部残余 应 力 的测 量 和评 估 还 没 有 一 个 成 厚
熟、 有效 的方 法 。中子 衍 射 法 作 为无 损 检 测 技 术 能 够 相对 有效 地检 测厚 板 内应 力 , 目前 国 内 尚不 具 备 相 但
Absr c :The v l t f b h r c c m p i n e me h nd l ye e o a e ho a ur me r ta t a i y o ot c a k o di la c t od a a r r m v Im t d me s e nt e s t s e a u t d by a l z n he t e s d s rb i nior t o he e t ou ns The r s ls uls wa v l a e nay i g t s r s i t i uton u f miy f t t s c po . e ut s ow h t t wo m e ho s c n de c i h e l t e s dit i ton e f c i e y f r t s o o t h t a he t t d a s rbe t e r a s r s s rbu i fe tv l o e t c up n wih m e n s r s s rbu i n;whie f e tc up t m e n s r s i ti i a t e sdit i to l ort s o on wih un a t e s d s rbuton,t a ur me tr — he me s e n e s t r yn he i t e s s。a a td s rbea r a t e s d s rbu i n.I d rt s rbe t e ulsa e s t tcs r s e nd c n no e c i e ls r s it i to n or e o de c i he r aI r sdua t e s dit i uto ft s o on a c a ey,i s n c s a y t ombi he us e i ls r s s rb i n o e tc up c ur t l ti e e s r o c net e ofFEM ,s r u— f c t e sm e s r me nd de p fo r s r s e s r m e ,a o gi e a nt gr t va u ton. a e s r s a u e nta e l o t e sm a u e nt nd t v n i e a e e l a i Ke r s: e i a t e s l y wo d r sdu ls r s ;a umi m loy;c a k c mpl c e ho nu a l rc o i e m t d;l y r r mo lm e h an a e e va t od;X— a ry dif a to fr c i n;fn t lm e e ho i ie e e ntm t d

热喷涂涂层残余应力测试方法

热喷涂涂层残余应力测试方法

热喷涂涂层残余应力测试方法热喷涂技术是一种常用的表面改性技术,通过在工件表面喷涂高温喷涂材料,形成涂层来改善材料性能。

然而,热喷涂涂层在制备过程中会产生残余应力,这些应力可能会对涂层和基体材料的性能和耐久性产生一定影响。

因此,研究和评估热喷涂涂层的残余应力水平成为了非常重要的课题。

热喷涂涂层的残余应力主要来自于两个方面:一是由于喷涂材料的热膨胀系数与基体材料存在差异,冷却过程中产生的热应力;二是由于涂层的冷却速率不均匀,导致不同部分的涂层温度和收缩程度不同,从而产生残余应力。

这些残余应力可能会导致涂层剥落、裂纹和变形等问题,降低涂层的性能和使用寿命。

为了评估热喷涂涂层的残余应力水平,目前常用的测试方法主要有非破坏性测试和破坏性测试两种。

非破坏性测试是指不破坏涂层和基体材料的情况下,通过测量和分析涂层的应力状态来评估残余应力。

其中,X射线衍射是一种常用的非破坏性测试方法。

X射线衍射测试可以通过分析衍射图谱来确定涂层中晶体的应力状态。

根据布拉格方程,晶体的晶面间距与衍射角之间存在一定的关系,通过测量衍射角的变化可以得到涂层中晶体的应力状态。

此外,还可以利用散射测量技术来评估涂层的残余应力。

散射测量可以通过测量散射光的强度和角度来分析材料的应力状态。

破坏性测试是指在破坏涂层和基体材料的情况下,通过测量破坏后的残余应力来评估残余应力水平。

常用的破坏性测试方法包括切割法、剥离法和微观切割法等。

切割法是将涂层和基体材料切割成小块,通过测量切割后的残余应力来评估涂层的应力水平。

剥离法是将涂层从基体上剥离,并通过测量剥离涂层的形变来评估残余应力。

微观切割法是在显微镜下观察涂层的切割面,通过测量切割面的形变来评估残余应力。

除了上述测试方法外,还可以利用数值模拟方法来评估热喷涂涂层的残余应力。

数值模拟方法基于热力学原理和材料力学性质,通过建立涂层和基体材料的数学模型,模拟涂层制备过程中的温度场和应力场分布,进而评估残余应力水平。

6061-T6铝合金构件焊接残余应力分布

6061-T6铝合金构件焊接残余应力分布
(unit:mm)
图 5 有限元模型 Fig.5 Finiteelementmodel
3 模拟结果验证
3.1 盲孔法理论及测试方法 检测仪 器:选 择 EON?M30A型 残 余 应 力 检 测
仪、BN?ZK1型残余应力钻孔装置,以及 BX120?3CA 应变花,其三个应变片的角度分别为 0°、45°、90°.
盲孔法测残余应力基于弹性力学理论与应变电 测技术.在构件表面钻孔,则会改变构件内既有应力 平衡状态,产生应变,即应力释放(当钻孔深度达到 1.2倍孔径时应力基本完全释放).只要测得该应变 量,则可确定残余应力.在待测构件表面粘贴应变花 后,在应变花中心钻孔,即可测得小孔处的应变释放 量,进而得到残余应力值.
16
兰州交通大学学报
第 40卷
出了小孔应力释放法的概念,随后产生的盲孔法是 目前工程中最常用的残余应力检测方法 . [4?5]
我国的铝合金结构研究起步较晚,国产焊接成 型的 6061?T6铝合金构件的残余应力研究较少,现 行规范[3]缺 少 对 铝 合 金 构 件 残 余 应 力 分 布 的 特 征 说明.基于此,采用有限元模拟分析国产焊接成型的 6061?T6铝 合 金 方 形 截 面 的 残 余 应 力 分 布 特 性,并 使用盲孔法对有限元模拟结果进行验证,得到 6061? T6铝合金箱形杆件焊接残余应力的分布规律.
ε2、ε3为图 6中 1、2、3号应变片对应的应变值;θ为
最大主应力与 1号应变片轴线沿顺时针的夹角.A、B
为应变释放系数,其计算公式为 : [14?15]
A=ε1 +ε3, 2σ0
(4)
B =ε1 -ε3. 2σ0
(5)
应变释放系数 A、B值由试验确定,取试件同批
材料制作标定试件,如图 7所示.由测试结果计算得

基于轮廓法测试铝合金搅拌摩擦焊内部残余应力


T 6铝合 金板 通过搅 拌摩 擦焊 连接 在一起 。焊 后 试件
尺寸见 图 1 。焊 接 速 度 为 2 5 0 m m/ m i n , 搅 拌 头 旋 转 速 度为 5 0 0 r / a r i n ; 搅拌 头 的搅 拌 针 直径 为 6 m m, 轴 肩 直
径为 2 0 m m。
n e e r i n g A, 2 0 0 9, 5 0 1 ( 1 — 2 ) : 1 1 9—1 2 4 .
( 6 2 . 5 % 厚度 )位置 。 关键词 : 铝合金 搅拌摩 擦焊 残余应力 轮廓法
中 图分 类 号 : T G 4 0 4
0 前

感等 特点 H , 可 获得测 试 件 整 个 截 面上 的应 力 分 布全 貌 。该方 法 已用 于 测 试 不 同 搅 拌 摩 擦 加 工 的 内 部 应 力, 如3 . 1 8 m m 厚 的铝合 金 搅 拌 摩 擦 焊 接 头 应 力 ¨ 、 6 . 5 m m厚 镁合 金板 搅拌摩 擦 加工 的 内部 应力 _ 1 , 以及 2 5 . 4 m m厚 异种 铝合 金搅 拌摩擦 焊接 头 内部应 力 _ 1 。
搅拌摩 擦 焊 技 术 是 一 种 高 效 节 能 、 环 保 和 工 艺 较 简单 的 固态材 料连 接技 术 。它 非 常 适合 焊 接 传 统熔 化
焊技术难焊的高 强铝合金等材料 J , 该技术在航天航 空工 业 中得 到 了广 泛 应 用 J 。不 过 , 搅 拌 摩 擦 焊 和 熔
化焊 一样 会在 接 头 内部 产 生 焊 接 残 余 应 力 , 残 余 应 力 会 显 著影 响 焊 接 结 构 的 疲 劳 性 能 和 服 役 寿命 。 因此 ,
采用轮廓法测试 8 m m厚 A A 6 0 6 1 一 T 6 铝合金搅

短波长X射线衍射无损测定铝板内部残余应力


u l te si 0 5 T6 au n m l y pa ewi hc n s f 0 mm a e n d t r n d f rt ef s i t o v n r d sr cie a s rs 7 7 一 l mi u al lt t t ik e so n o h 3 h d b e e e mie o h i tt r mea meb o l e tu t h _ v
No — e t u tv e s r n e n lRe i u lS r s n A l m i u Alo n d sr c i e M a u ng I t r a sd a t e s i u n m l y Pl ts Usn h r _ v lng h Ch r c e itc X_ a fr c i n a e i g S o twa e e t a a tr si 。 y Dif a to 。 r
资 少, 用 维护方便 等优 势 。 使
关 键 词 :内 部 残 余 应 力 ;铝 合 金 板 ;短 波 长 特 征 X 射 线 ;衍 射 中 图 分 类 号 :TG3 9:O7 5 3 6 文 献 标 识 码 :A
文 章 编 号 :1 7 —4 7 2 1 ) 2 0 2 — 6 6 4 6 5 (0 1 0 0 50
的 原 理 和 方 法 , 国 内 首 次 无 损 地 测 定 了 3 l 厚 7 7 在 0Im T 0 5铝 合 金 淬 火板 内部 残 余 应 力 及 其 分 布 , 与 中子 衍 并
射 和 高能 同步辐射 的短 波 长 x射 线衍射 测 定 内部 应 力进 行 了比较 分 析 , 明 该新 方 法具 有 设备 体 积A NG n H E C a g gu n , Ji , h n — a g PENG e — u ,GAO h n u n M OU J a —e。 Zh n k n Z e g h a , i n li

预拉伸条件下铝合金焊接残余应力的数值模拟

第28卷 第5期2008年10月航 空 材 料 学 报J OURNAL OF A ERONAUT ICAL MAT ER I A LSV o l 128,N o 15 O ctober 2008预拉伸条件下铝合金焊接残余应力的数值模拟李敬勇, 刘志鹏, 王 虎, 陆亚明(江苏科技大学江苏省先进焊接技术重点实验室,江苏镇江212003)摘要:利用ANSY S 有限元分析软件,通过A PDL 语言编程,实现了不同预拉伸应力条件下铝合金平板对接焊过程中,温度场及应力场的模拟分析。

计算结果表明,预拉伸焊接法可以有效地控制焊接残余应力,随着预拉伸应力的增大,其焊后残余应力值逐渐减小。

当预拉伸应力R p 从0增加到90%R 012时,纵向残余应力降低了8516%。

模拟分析结果与实验测试结果基本吻合。

关键词:铝合金;预拉伸;残余应力;数值模拟中图分类号:TG404;TG 14612 文献标识码:A 文章编号:1005-5053(2008)05-0059-05收稿日期:2008-03-27;修订日期:2008-07-14作者简介:李敬勇(1963)),男,博士教授,(E-m a il)ji ngyong _l@i 1261co m 。

焊接构件中复杂的残余应力状态可能直接或间接地减少构件的承载能力,特别是焊道区域高的拉伸应力是导致焊接接头脆性断裂的根源,并可能致使其疲劳强度恶化、减小构件的稳定性。

因此,焊接残余应力一直是国内外焊接学术界和工程界关注和研究的热点问题之一[1~3]。

由于铝合金的弹性模量小、线膨胀系数大,且高温塑性差,因此,其焊接结构,特别是铝合金薄壁构件,焊接时产生的热应力及焊后残余应力和失稳变形问题尤为突出。

预拉伸焊接法通过定量设置预加拉应力所形成的应力场与由温度场引起的应力场相叠加,改变试件内应力应变的分布状况,可以达到能动地控制焊接应力与变形的目的[4,5]。

本课题组采用预拉伸焊接法,通过实验方法有效地实现了对铝合金焊接试板纵向残余应力的控制,焊接试板的纵向挠曲变形和平面变形也均大幅减小[6]。

预拉伸条件下铝合金焊接残余应力的数值模拟

第28卷 第5期2008年10月 航 空 材 料 学 报JOURNAL OF AERONAUTI CA L MATER I ALSVol 128,No 15 Oct obe r 2008预拉伸条件下铝合金焊接残余应力的数值模拟李敬勇, 刘志鹏, 王 虎, 陆亚明(江苏科技大学江苏省先进焊接技术重点实验室,江苏镇江212003)摘要:利用ANSYS 有限元分析软件,通过APDL 语言编程,实现了不同预拉伸应力条件下铝合金平板对接焊过程中,温度场及应力场的模拟分析。

计算结果表明,预拉伸焊接法可以有效地控制焊接残余应力,随着预拉伸应力的增大,其焊后残余应力值逐渐减小。

当预拉伸应力σp 从0增加到90%σ012时,纵向残余应力降低了8516%。

模拟分析结果与实验测试结果基本吻合。

关键词:铝合金;预拉伸;残余应力;数值模拟中图分类号:T G404;TG 14612 文献标识码:A 文章编号:100525053(2008)0520059205收稿日期232;修订日期22作者简介李敬勇(63—),男,博士教授,(2)j y _@61。

焊接构件中复杂的残余应力状态可能直接或间接地减少构件的承载能力,特别是焊道区域高的拉伸应力是导致焊接接头脆性断裂的根源,并可能致使其疲劳强度恶化、减小构件的稳定性。

因此,焊接残余应力一直是国内外焊接学术界和工程界关注和研究的热点问题之一[1~3]。

由于铝合金的弹性模量小、线膨胀系数大,且高温塑性差,因此,其焊接结构,特别是铝合金薄壁构件,焊接时产生的热应力及焊后残余应力和失稳变形问题尤为突出。

预拉伸焊接法通过定量设置预加拉应力所形成的应力场与由温度场引起的应力场相叠加,改变试件内应力应变的分布状况,可以达到能动地控制焊接应力与变形的目的[4,5]。

本课题组采用预拉伸焊接法,通过实验方法有效地实现了对铝合金焊接试板纵向残余应力的控制,焊接试板的纵向挠曲变形和平面变形也均大幅减小[6]。

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Abstract: T he integ rat ed st ructure par ts are widely used in air craft . T he dist or tio n caused by residual str esses in thick pre stret ched aluminum plates dur ing machining integr ated parts is a commo n and serious pr o blem . T o pr edict and contr ol the machining distor tion, t he r esidual stress distr ibutio n in the thick plate must be measur ed fir stly . T he mo dified r emov al metho d for measuring residual st ress in thick pr estr etched aluminum plates is pro po sed and the str ess-st rain r elation matr ix is deduced by elasticity theo ry . T he r esidual st ress distr ibutio n in specim en of 7050 T 7451 plate is measured by using the method, and measur ement results are analy zed and co mpar ed w ith data obtained by ot her met ho ds. T he metho d is effectiv e to m easur e the residual str ess . Key words: pr estr etched aluminum plate; mo val metho d CLC number: V 252. 2; T G146. 2 Document code: A 05 Article ID: 1005-1120( 2004) 04-0286r esidual
N o. 4
W A N G Shuhong , et al. M odified L ayer Remo val M etho d fo r M easur ement of ……
287
t heory . In g eneral, t he layer remo val met ho d means remo val layer-strain met ho d, where a layer is removed f rom t he to p surface of a plat e and t he st rains ar e measured at it s bot t om. T he st resses can be calculat ed by t he str ains. T he [ 3] st ress -st rain relat io nship can be ex pr essed as
1 LIMITATION OF EXISTING LAYER REMOVAL ME THODS
T he layer removal met hod is discussed t o m easure t he residual str ess in t he t hick plat e in
Foundation item : Suppo rted by the N ational N at ur al Science F oundation of China ( 50375072) . Received date: 2004 0622; revision received date: 2004 10-05
( a) = x
E 2( 1 y
2
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dx + da
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∫( h -
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x)2
d x ( 1)
w here x is the strain in x dir ect io n, y t he st rain in y direct ion, a t he dept h of a r em oval layer,
Dec. 2004
T ransactio ns o f N anjing U niver sity of A ero naut ics & A st ro na ut ics
V EMOVAL METHOD FOR MEASUREMENT OF RESIDUAL STRESS DISTRIBUTION IN THICK PRE -STRETCHED ALUMINUM PLATE
x
( a) the st ress at dept h a in direction x .
y
( a)
can be solv ed in a similar way . Because the f it ting funct ion ( a) is oft en diff icult t o be integr at ed, so Eq. ( 1) cannot be direct ly used in practice. Ref. [ 2] put s f orw ard anot her r em oval layer -st rain method . Assumed t hat t he residual st ress pr ofile t hro ug h t hickness co uld be expressed as a po lynomial
x
plane of t he plat e . So t he residual st resses vary only wit h t hro ug ht hickness of t he plat e, and t he dist ribut ion is unifo rm in ev er y plane parall el t o t he middle plane. M oreover , t he str ess distr ibu[ 2, 4] t ion is sy mmet ric about the middle plane , as sho wn in F ig. 1 ( a quart er sect ion of a t hick
W A N G Shu hong , ZUO Dun w en, W A N G M in , W A N G Zong rong
( Co lleg e o f M echanical a nd Electr ical Eng ineer ing, N U A A 29 Yudao Str eet , N anjing, 210016, P. R. China )
x
Fig. 1 P rincipal diagr am of m easur ement
2. 1 Measurement principl e Def ining t hat t he plat e t hickness is H , t he str esses ( z ) v ary w it h t hro ug ht hickness , as show n in Fig . 1. Befor e a layer is remo ved, t he plat e is self -balanced. T he equilix y
dual st ress dist ribut ion in t hick pr e-st ret ched aluminum plat e m ust be measured. T he met ho ds, such as X-ray diff ract ion and hole -dr ill ing m et hods , only can measure t he residual st resses on t he surf ace or subsurf ace of a w orkpiece. T hree-dim ensio nal residual st resses in thick plat es can be dir ect ly m easured by neut ron diff ract ion and hard X-ray met ho ds, but t he t echno logies can be available only in a f ew labs. Alt hough t he residual str esses in t he t hick plat e can be m easured by the crack compliance m et hod, t he measuring and calculat ing processes are t oo complex t o be used in pract ical product ion. U p t o now , t here is no eff ect iv e and mat ure m et hod t o measure residual st ress dist ribut ion in t hick plates . Accor ding to t he char act er ist ics of t he t hick pre-st retched alum inum plat e, a modified lay er remo val m et hod is proposed and t he st ress -st rain relat ion m at rix is deduced by t he elast icit y t heo ry . T he m et hod is v erif ied by ex periment s . It is sho wn t hat t he proposed met ho d is simple and accurate f or measurement of t he residual st ress dist ribut ion in t hick alum inum plat es.
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