鈦合金零件的生產(chǎn)涉及多個過程，如壓鑄、熱處理、機械加工等。每道工序都有可能產(chǎn)生殘余應(yīng)力。為了保證產(chǎn)品的可靠性、安全性，需要檢測零件不同深度處殘余應(yīng)力的大小，用以驗證工藝、改進工藝，確保產(chǎn)品的性能。
殘余應(yīng)力測試方法有很多種，需要測試的某型鈦合金零件為小型圓柱型零件，形狀不規(guī)則，測量區(qū)域小，因此采用盲孔法測量殘余應(yīng)力較為合適。以下為某型鈦合金零件殘余應(yīng)力測試過程。
試驗儀器
試驗儀器：采用南京聚航科技有限公司的JHMK多點殘余應(yīng)力測量系統(tǒng)，由JHYC靜態(tài)應(yīng)變儀和JHZK-L鉆孔裝置組成。此儀器適合小型零件測試，具有多點測量效率高，實時顯示應(yīng)力應(yīng)變數(shù)值，實時錄屏錄像功能，自動實時生成應(yīng)力應(yīng)變釋放曲線，測量曲線和視頻回放功能，自動生成分布曲線和三維分布圖，一鍵生成測量報告。
試驗依據(jù)：《GBT?31310-2014?金屬材料 殘余應(yīng)力測定 鉆孔應(yīng)變法》
測試方案
（1）測點位置選取
該測試需要測量不同深度的殘余應(yīng)力分布情況。鈦合金零件選取外表面中部進行測量，3個測點呈120度分布，全部采用三軸應(yīng)變花。每次測完后做表面腐蝕處理，然后再進行測試，共進行3次測試。
（2）應(yīng)變片粘貼及連接：將各個測點位置進行打磨清潔，粘貼應(yīng)變片及接線端子。
（3）線纜連接：完成貼片后，將應(yīng)變片接入JHYC靜態(tài)應(yīng)變儀，查看數(shù)據(jù)。
（4）工件放置：確認數(shù)據(jù)穩(wěn)定正常后，將工件放置于L型支架平臺上，調(diào)節(jié)XYZ軸對好中心后調(diào)節(jié)鉆孔深度。
（5）開始測量：測量前調(diào)零，待數(shù)值穩(wěn)定后開始記錄，然后鉆孔，鉆完孔后等待殘余應(yīng)力釋放完成，穩(wěn)定后停止數(shù)據(jù)采集。
測試結(jié)果及計算
所有測點一一測量完成后，在軟件中使用高級分析進行多點殘余應(yīng)力分析，然后一鍵導(dǎo)出報告。測量結(jié)果如下：
測點號 | ε1 | ε2 | ε3 | σmax（MPa） | σmin（MPa） | θ（°） |
1-1 | 1.6 | 3.7 | 4.1 | -6.2 | -8.9 | -15.8 |
1-2 | -3.5 | -3.9 | -3.4 | 9.5 | 8.5 | 42.4 |
1-3 | -3.5 | 0.5 | 1.6 | 5.1 | -0.3 | -14.3 |
2-1 | -1.4 | 6.8 | 10.1 | -5.6 | -17.1 | -11.7 |
2-2 | 3.3 | 1.0 | -0.9 | -1.3 | -5.1 | 86.7 |
2-3 | -4.2 | -1.0 | 3.1 | 4.9 | -1.8 | 3.0 |
3-1 | 4.7 | 2.2 | -0.5 | -3.2 | -7.9 | -88.9 |
3-2 | 1.3 | 3.2 | 4.2 | -6.0 | -8.7 | -7.5 |
3-3 | -3.0 | 3.8 | 5.4 | 1.4 | -7.7 | -15.9 |
數(shù)據(jù)分析
上述測點中1為未腐蝕處理，2為第1次腐蝕處理，3為第2次腐蝕處理。從表上數(shù)據(jù)可以看出，3次測量零件的殘余應(yīng)力水平均比較接近，該零件整體殘余應(yīng)力水平分布比較均勻。
結(jié)論
使用JHMK多點殘余應(yīng)力測量系統(tǒng)進行殘余應(yīng)力測試，實驗方法簡單，操作方便，軟件功能豐富，快速得出可靠結(jié)果，L型支架十分適合小型零件的測量，XYZ三向自由調(diào)節(jié)能夠快速進行對中測量。能夠為鈦合金零件后續(xù)加工工藝的改進提供依據(jù)。
