机械工程学报

作者：左善超, 王德成, 杜兵, 程鹏, 关可铭, 张静

单位：1. 中国机械科学研究总院中机生产力促进中心 北京 100044;2. 北京科技大学材料科学与工程学院 北京 100083

关键词：焊接残余应力,盲孔法,应变释放系数,塑性效应,有限元仿真；

基金：国家重大科技专项数控机床专项资助项目(2017ZX04012001)

盲孔法测量高水平残余应力过程中，盲孔边缘因应力集中而发生塑性变形导致应力测量值偏大。采用物理试验与有限元数值模拟相结合的方法，引入与孔边形状改变比能相对应的参量S对高水平残余应力的应变释放系数修正，最后利用修正后的应变释放系数计算Q235钢焊接接头残余应力。试验结果显示，当测量应力小于175 MPa时，材料发生弹性变形，应变释放系数满足弹性变形理论，与应力大小无关。当应力值达到175 MPa时，盲孔因应力集中效应在边缘垂直于拉伸方向的截面上形成值为317.2 MPa的应力而发生屈服产生塑性变形，应力和应变呈非线性变化。此时，应变释放系数A随应力的变化较小，但应变释放系数B随应力的增大而减小。基于有限元计算结果构建形状改变比能对应的参量S与应变释放系数之间的方程来消除盲孔边缘塑性变形的影响后，测量精度大幅度提高。

来源：2022年第16期

《机械工程学报》期刊编辑部

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