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风机机架残余应力测试报

发布人:发布时间:2014-06-24

一、前 言
      受江苏德克环保设备有限公司的委托,大连理工大学力学系采用盲孔法对该公司生产的风机机架焊缝进行了残余应力测试,对风机机架的焊缝残余应力分布与水平进行评价。

二、试验目的和试验依据
      对风机机架焊缝进行了残余应力测试,并对残余应力分布及水平进行评价。

三、测点布置



图1:测点布置图

四、数据处理方法
      焊缝焊接残余主应力与主应力夹角计算公式


五、试验结果
      1、局部热处理 风机机架焊缝焊接残余应力测试结果
材料物理参数:   E= 0.21GPa       u= 0.30
测试工艺参数:   孔径a= 2.0mm    r1=2.0mm      r2=4.0mm
测量数据: 应变με
************************************
  1:  -890   -369   89    0    0    0
  2:  -554   -290   53    0    0    0
************************************

计算结果:
---------------------------------------------------------------------------------------------------------
        σ1(MPa)                  σ2(MPa)                 θ(度)
 测点 ----------------------           ---------------------            -------------
       振前     振后  ******率%  振前   振后    ******率%   振前   振后
---------------------------------------------------------------------------------------------------------
   1:  248.82    0.00   100.0     9.96    0.00    100.0      1.84    0.00
   2:  155.45    0.00   100.0     6.41    0.00    100.0      -3.71   0.00
---------------------------------------------------------------------------------------------------------
平均:  202.14    0.00   100.0     8.19    0.00    100.0        /      /
---------------------------------------------------------------------------------------------------------

2、热处理 风机机架焊缝焊接残余应力测试结果
热时效测试数据


材料物理参数:   E= 0.21GPa       u= 0.30
测试工艺参数:   孔径a= 2.0mm    r1=2.0mm      r2=4.0mm
测量数据: 应变με
*********************************************
  1:  -815   -407   -115   -175   -153   -144
  2:  -825   -776   -167   -231   -143   -80
  3:  -1076  -429   -200   -219   -173   -138
  4:  -1045  -733   -87    -163   -140   -130
  5:  -1115  -695    60    -376   -167    22
*********************************************

计算结果:
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------
        σ1(MPa)                σ2(MPa)                    θ(度)
 测点 ----------------------          --------------------             -------------------
        振前    振后  ******率%    振前   振后  ******率%    振前   振后
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------
   1:  236.61   55.62   76.5       63.85   47.44   25.7       4.70   11.38
   2:  265.43   68.87   74.1       55.06   31.61   42.6      -20.20   4.70
   3:  324.29   67.62   79.1       87.96   47.72   45.8       12.75   3.87
   4:  306.37   51.65   83.1       59.35   43.01   27.5      -9.61   10.75
   5:  319.17  105.70   66.9       21.68    8.67   60.0      -7.96   1.44
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------
平均:  290.37   69.89   75.9       57.58   35.69   38.0        /      /


3、振动时效处理 风机机架焊缝焊接残余应力测试结果
材料物理参数:   E= 0.21GPa       u= 0.30
测试工艺参数:   孔径a= 2.0mm    r1=2.0mm      r2=4.0mm
测量数据: 应变με
****************************************
  1:  -815   -407   -115  -545  -157  175
  2:  -825   -776   -167  -605  -395   83
  3:  -1076  -429   -200  -605  -395   83
  4:  -1045  -733   -87   -718  -292  188
  5:  -1115  -695    60   -700  -468  119
****************************************
计算结果:
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
         σ1(MPa)                 σ2(MPa)                θ(度)
 测点 ----------------------            ---------------------         ---------------------
        振前   振后  ******率%    振前   振后   ******率%   振前   振后
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
   1:  236.61  147.69   37.6      63.85  -28.15   144.1      4.70    2.22
   2:  265.43  174.21   34.4      55.06   -5.56   110.1     -20.20  -10.64
   3:  324.29  174.21   46.3      87.96   -5.56   106.3      12.75  -10.64
   4:  306.37  196.11   36.0      59.35  -24.88   141.9     -9.61   -1.71
   5:  319.17  202.52   36.5      21.68  -14.81   168.3     -7.96   -11.72
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
平均:  290.37  178.95   38.4      57.58  -15.79   127.4       /       /
--------------------------------------------------------------------------------------------------------

六、试验结论
      测量结果表明时效前,风机机架焊缝焊接残余应力较大,接近300MPa左右,且分布不均匀,因此在加工过程中工件尺寸精度很难保证。
振动时效后,风机机架焊缝焊接残余应力整体降低约38%,接近180MPa,且分布趋于均匀,达到了振动时效的目的,满足规范JB10375-2002 的要求,因此可以确保加工过程中工件尺寸精度要求。