压痕应变法和全释放应变法

 压痕应变法是通过压痕外弹性区的应变增量求解原始残余应力的方法，采用应变片作为测量用敏感元件，在应变花中心部位采用冲击加载方式制造压痕，通过记录压痕外弹性区应变增量的变化，再计算得出残余应力。压痕应变法检测结果的准确性高、稳定性好且操作便捷，是目前不依赖于材料的物性参数且最接近无损检测的一种应力检测方法。压痕应变法多用于检测钢结构件的残余应力，在铝合金、钛合金等结构件中的应用也逐渐增多。压痕应变法的检测范围不受材料限制，对于不同的材料，需要获得与每种材料力学特性相关的残余应力计算函数，这决定了检测结果的准确度。根据GB/T 24179—2009《金属材料 残余应力测定 压痕应变法》，研究人员采用试验标定和模拟标定结合的方式，获得了灰铸铁和蠕墨铸铁的应力计算函数，见式(1)和式(2)。

     根据GB/T 31218—2014《金属材料 残余应力测定 全释放应变法》，通过测得X，就可以计算得到Y，再依据胡克定律，便可获得残余应力。采用全释放应变法可以对压痕应变法的结果进行验证，全释放应变法的检测原理也是基于胡克定律，用于表征解剖后小块近表面的残余应力。研究人员采用的压痕应变法检测设备是中国科学院金属研究所自主研发的KJS系应力检测系统，见图1，该系统包括KJS系应力检测仪和FS4240型带锯床及DK7735型电火花切割机。

图1 KJS系应力检测系统