材料內(nèi)應(yīng)力的檢測(cè)方法

李向東, 涂春磊, 伍 昊, 朱和國(guó), 吳江濤, 方文平

(1. 江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院， 南京 211800；2. 南京理工大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院， 南京 210094；3. 杭州戩威機(jī)電科技有限公司， 杭州 311100)

材料的內(nèi)應(yīng)力，是指去除材料外部的載荷之后，仍留在物體內(nèi)部并平衡著的應(yīng)力，又稱為殘余應(yīng)力。這是由于材料內(nèi)部組織發(fā)生變形和不均勻變化，產(chǎn)生了維持內(nèi)部自相平衡的內(nèi)應(yīng)力。

內(nèi)應(yīng)力的存在對(duì)材料的力學(xué)性能有很大的影響，尤其是在熱處理和焊接生產(chǎn)過程中存在一定的內(nèi)應(yīng)力，使工件處于不穩(wěn)定狀態(tài)。一方面會(huì)使工件的強(qiáng)度降低，導(dǎo)致工件在制造過程中出現(xiàn)裂紋等工藝方面的缺陷[1-2]，另一方面則會(huì)降低工件的尺寸穩(wěn)定性，使工件的精度、可靠性降低[3-8]。在內(nèi)應(yīng)力的作用下，工件的抗應(yīng)力腐蝕開裂及抗脆斷能力都將大大降低，從而可能會(huì)造成一些事故的發(fā)生。然而，內(nèi)應(yīng)力的存在有時(shí)也會(huì)有益，如對(duì)工件表面進(jìn)行噴丸處理，可使工件表層發(fā)生塑性變形，形成一定厚度的強(qiáng)化層，同時(shí)產(chǎn)生壓應(yīng)力。當(dāng)工件承受載荷時(shí)可抵消部分應(yīng)力，從而可有效提高工件的疲勞強(qiáng)度，延長(zhǎng)其使用壽命。此外，混凝土構(gòu)件中的預(yù)應(yīng)力鋼筋，同樣可提高混凝土構(gòu)件的抗裂性和剛度，充分發(fā)揮鋼筋的強(qiáng)度，減少鋼筋消耗。

由于內(nèi)應(yīng)力對(duì)材料性能有著一定的影響，所以在工程上對(duì)內(nèi)應(yīng)力進(jìn)行檢測(cè)具有重要的實(shí)際意義。筆者首先分析了材料內(nèi)應(yīng)力發(fā)生的原因，然后分別介紹內(nèi)應(yīng)力的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)(X射線衍射法、中子衍射法、磁測(cè)法和超聲波檢測(cè)法)及有損檢測(cè)技術(shù)(盲孔法)的基本原理、特點(diǎn)和研究現(xiàn)狀，同時(shí)對(duì)內(nèi)應(yīng)力檢測(cè)的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。

1 內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生

內(nèi)應(yīng)力根據(jù)其產(chǎn)生的原因不同可分為以下3種，熱應(yīng)力、相變應(yīng)力和機(jī)械阻礙應(yīng)力。

1.1 熱應(yīng)力

熱應(yīng)力是指工件在溫度變化時(shí)，由于外部約束和內(nèi)部部件之間的相互約束而不能完全自由膨脹所產(chǎn)生的應(yīng)力，也稱為變溫應(yīng)力。工程材料中的熱應(yīng)力大多數(shù)是指經(jīng)過熱處理后工件的內(nèi)應(yīng)力，其很大程度上影響了工件的形狀、尺寸和性能。熱應(yīng)力隨著約束程度的增大而增大，因?yàn)椴牧媳旧淼木€膨脹系數(shù)、彈性模量和泊松比隨溫度的變化而變化，所以熱應(yīng)力不但和溫度的變化量相關(guān)，還和其初始溫度有著密切的關(guān)系。當(dāng)熱應(yīng)力的值超過了工件的屈服強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)使工件發(fā)生變形；當(dāng)熱應(yīng)力的值超過了工件的強(qiáng)度極限時(shí)，工件甚至?xí)l(fā)生開裂。這對(duì)工件是極其有害的，應(yīng)該盡可能的減少或消除。

1.2 相變應(yīng)力

相變應(yīng)力是指合金在冷卻過程中發(fā)生固態(tài)相變，合金的尺寸隨之發(fā)生變化，繼而可能會(huì)引起合金體積膨脹而產(chǎn)生的應(yīng)力。合金各部分的溫度如果均勻一致、同時(shí)相變，則可能不會(huì)產(chǎn)生宏觀應(yīng)力，而會(huì)產(chǎn)生微觀應(yīng)力。當(dāng)相變溫度高于其臨界溫度時(shí)，合金處于塑性狀態(tài)，則不會(huì)產(chǎn)生較大的相變應(yīng)力。反之，當(dāng)相變溫度低于其臨界溫度時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生較大的相變應(yīng)力。此外，在熱處理過程中由工件不同部位組織轉(zhuǎn)變的不同步而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，也可稱其為相變應(yīng)力。

1.3 機(jī)械阻礙應(yīng)力

機(jī)械阻礙應(yīng)力是指工件在外力作用下發(fā)生變形時(shí)，在工件內(nèi)各部分之間產(chǎn)生相互作用的內(nèi)應(yīng)力。羅暑生等[8]通過試驗(yàn)證明了機(jī)械阻礙應(yīng)力對(duì)鑄造內(nèi)應(yīng)力的形成有著直接作用，其可改變鑄造內(nèi)應(yīng)力的大小與分布。鑄造內(nèi)應(yīng)力是熱應(yīng)力、相變應(yīng)力和機(jī)械阻礙應(yīng)力交互作用的結(jié)果，但不是三者簡(jiǎn)單的線性疊加。

2 內(nèi)應(yīng)力的檢測(cè)方法

內(nèi)應(yīng)力的檢測(cè)方法根據(jù)是否會(huì)對(duì)工件產(chǎn)生損傷分為無(wú)損檢測(cè)法和有損檢測(cè)法兩大類。其中無(wú)損檢測(cè)法包括X射線衍射法、超聲波法、磁測(cè)法、中子衍射法等，有損檢測(cè)法有切割法、盲孔法等。筆者主要就常用的X射線衍射法、中子衍射法、超聲波法、磁測(cè)法等無(wú)損檢測(cè)法及盲孔法進(jìn)行綜述。

2.1 無(wú)損檢測(cè)法

2.1.1 X射線衍射法

X射線衍射法測(cè)量?jī)?nèi)應(yīng)力的基本原理是首先測(cè)得衍射峰的位移作為其原始數(shù)據(jù)，然后通過試驗(yàn)測(cè)出內(nèi)應(yīng)力應(yīng)變，最后利用胡克定律計(jì)算應(yīng)變得出內(nèi)應(yīng)力的值。由于工件中存在內(nèi)應(yīng)力，其晶面間距會(huì)發(fā)生變化。當(dāng)布拉格衍射產(chǎn)生時(shí)，衍射峰也會(huì)產(chǎn)生一定移動(dòng)，移動(dòng)的距離與應(yīng)力的大小有關(guān)。波長(zhǎng)為λ的X射線會(huì)以不同入射角對(duì)工件進(jìn)行多次照射，從而檢測(cè)出相應(yīng)的衍射角2θ，通過式(1)即可求出內(nèi)應(yīng)力σ[9]

(1)

X射線衍射幾何示意圖如圖1所示[10-11]。

圖1 X射線衍射幾何示意圖Fig.1 Geometric diagram of X-ray diffraction

由式(1)可知宏觀應(yīng)力的測(cè)定關(guān)鍵在于確定M值，即獲得2θψ-sin2ψ直線的斜率，通常采用作圖法獲得該直線，作圖法又有兩點(diǎn)法和多點(diǎn)法兩種：①0°～45°兩點(diǎn)法,即ψ=0°和ψ=45°，分別測(cè)定2θψ，求得M值。②多點(diǎn)法，即取ψ=0°，15°，30°，45°等，分別測(cè)定各自對(duì)應(yīng)的衍射角2θψ，運(yùn)用線性回歸法求得M值。

該法的測(cè)角儀圓為水平放置，測(cè)試過程中需要多次脫開并轉(zhuǎn)動(dòng)試樣，以在不同的ψ角分別掃描，故該法僅適用于可動(dòng)的小件試樣，大件試樣則需要采用便攜式X射線應(yīng)力儀進(jìn)行測(cè)量。

X 射線衍射法檢測(cè)普通碳鋼的方法已經(jīng)非常成熟，但對(duì)像鋁合金、不銹鋼、鈦合金等存在大晶?；蚩棙?gòu)組織材料的檢測(cè)方法還不成熟。X 射線衍射法測(cè)量?jī)?nèi)應(yīng)力對(duì)材料沒有損傷，測(cè)量結(jié)果也較為精確，并且可以進(jìn)行多次測(cè)試，但存在以下不足：①測(cè)量深度有限，只能測(cè)微米級(jí)深度的表面應(yīng)力；②當(dāng)衍射峰不夠明銳時(shí)，測(cè)量精度就不高，當(dāng)衍射峰明銳時(shí)，測(cè)量誤差為±20 MPa；③不適宜單晶材料的內(nèi)應(yīng)力測(cè)量，要求試樣為多晶體物質(zhì)，且晶粒尺寸太大時(shí)可能檢測(cè)不到其衍射峰，晶粒太小，導(dǎo)致衍射峰寬化降低明銳度，均會(huì)顯著降低測(cè)量精度；④運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中瞬時(shí)應(yīng)力測(cè)試時(shí)，因響應(yīng)滯后，測(cè)量困難；⑤大試樣不宜采用X射線衍射儀，一般采用X射線應(yīng)力儀；⑥X射線衍射儀器價(jià)格昂貴。

鞠明等[12]運(yùn)用X射線衍射的方法測(cè)定了AM1鎳基單晶合金的內(nèi)應(yīng)力，并發(fā)現(xiàn)與計(jì)算出的應(yīng)力狀態(tài)基本相符。呂明等[13]使用該法測(cè)定了微晶陶瓷復(fù)合磚的表面內(nèi)應(yīng)力，發(fā)現(xiàn)其拋光后表面內(nèi)應(yīng)力較小。文獻(xiàn)[14]則從兩個(gè)方向測(cè)定了7075鋁合金厚板的內(nèi)應(yīng)力，當(dāng)自變量 sin2ψ的間距值越大，測(cè)定值 2θ的距離差平方和越小，同時(shí)當(dāng)測(cè)試點(diǎn)越多時(shí)，應(yīng)力的測(cè)定誤差越小，如對(duì)工件進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚磉€可進(jìn)一步減小測(cè)量誤差。孫文等[15]則利用X射線法測(cè)定了外層鋼絲繩表面和不同深度的軸向內(nèi)應(yīng)力及鋼絲繩內(nèi)應(yīng)力的分布情況，分析了鋼絲繩拉拔和捻制過程中影響內(nèi)應(yīng)力的因素以及內(nèi)應(yīng)力對(duì)鋼絲繩性能的影響。X射線衍射法同樣可對(duì)焊接件的內(nèi)應(yīng)力進(jìn)行有效測(cè)定[16-18]。李慶慶等[19]采用X射線法測(cè)量了2219鋁合金非熔化極惰性氣體保護(hù)電弧焊焊接件表面內(nèi)應(yīng)力分布，最大縱向拉應(yīng)力為165 MPa，位于焊縫中部熱影響區(qū)，但該法對(duì)2219鋁合金焊接件內(nèi)應(yīng)力的三維深度分布測(cè)定存在困難。

2.1.2 中子衍射法

中子衍射法和X射線衍射法原理類似，由于內(nèi)應(yīng)力的存在，導(dǎo)致晶面間距的改變，使得布拉格方程中的衍射角2θ發(fā)生移動(dòng)，其移動(dòng)值隨著內(nèi)應(yīng)力的變化而變化。但中子穿透深度較大，可以探測(cè)大塊材料內(nèi)部(厘米量級(jí))的內(nèi)應(yīng)力分布。中子具有更強(qiáng)的穿透能力，有利于測(cè)量材料或工程部件內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài)[20]，但耗時(shí)且費(fèi)用昂貴，通常需要試樣的標(biāo)準(zhǔn)體積較大(10 mm3)，其空間分辨率較差，且對(duì)材料表層內(nèi)應(yīng)力的測(cè)量無(wú)能為力。

文獻(xiàn)[21]用中子衍射法對(duì)2219鋁合金攪拌摩擦焊和鎢極保護(hù)焊焊接件進(jìn)行了三維內(nèi)應(yīng)力測(cè)量，并分析了內(nèi)應(yīng)力的分布規(guī)律。劉昭等[22]利用中子衍射研究了GH4169合金淬火內(nèi)應(yīng)力分布，同時(shí)采用有限元數(shù)值模擬分析了淬火過程的溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)，通過對(duì)比分析表明二者應(yīng)力分布規(guī)律較為一致。徐堯等[23]運(yùn)用中子衍射測(cè)量1，3，5-三氨基-2，4，6 三硝基苯基高聚物黏結(jié)炸藥的內(nèi)應(yīng)力。發(fā)現(xiàn)在較為復(fù)雜的原位壓縮加載、卸載過程中，晶格應(yīng)變結(jié)果與復(fù)雜的應(yīng)力變化過程基本保持一致。中子衍射信號(hào)強(qiáng)度隨路徑指數(shù)衰減，中子衍射深度達(dá)6 mm左右。此外,在核能材料的內(nèi)應(yīng)力檢測(cè)中，中子衍射同樣得到應(yīng)用[24]。

2.1.3 磁測(cè)法

磁性法是利用鐵磁物質(zhì)的磁致伸縮效應(yīng)來(lái)測(cè)定應(yīng)力，當(dāng)鐵磁體內(nèi)部存在應(yīng)力時(shí)，鐵磁體具有各向異性，不同應(yīng)力狀態(tài)的部位具有不同的磁導(dǎo)率，實(shí)際試驗(yàn)中利用感應(yīng)線圈中感應(yīng)電流的變化來(lái)反映磁導(dǎo)率的變化，由此可以進(jìn)行內(nèi)應(yīng)力的測(cè)量。磁測(cè)法又分為磁記憶檢測(cè)法、磁聲發(fā)射法、巴克豪森效應(yīng)法等[25]。

磁測(cè)法的優(yōu)點(diǎn)[26]：①設(shè)備小巧、測(cè)試步驟簡(jiǎn)單、適合現(xiàn)場(chǎng)操作；②為無(wú)損檢測(cè)；③不僅可檢測(cè)工件表層也可檢測(cè)內(nèi)部的內(nèi)應(yīng)力。磁測(cè)法的不足：①工件材料僅限于鐵磁性材料，如鋼鐵等；②測(cè)量精度差，易受材料內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)缺陷的影響，并會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染；③難以直接測(cè)得多點(diǎn)應(yīng)力值。提高磁傳感器的探測(cè)靈敏度，完善抑制背景磁場(chǎng)的手段，建立內(nèi)應(yīng)力與磁場(chǎng)變化的定性和定量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，是解決目前磁測(cè)內(nèi)應(yīng)力的關(guān)鍵。

運(yùn)用磁測(cè)法可對(duì)金屬鍛件容易被腐蝕的位置實(shí)現(xiàn)定時(shí)檢測(cè)，從而實(shí)時(shí)分析內(nèi)應(yīng)力的演變過程，這對(duì)延長(zhǎng)金屬鍛件的使用壽命具有支撐作用[27]。磁測(cè)法同樣可對(duì)典型對(duì)接和T型接頭焊縫的內(nèi)應(yīng)力進(jìn)行測(cè)量[28]。磁測(cè)法在探測(cè)管樁樁長(zhǎng)方向上的預(yù)應(yīng)力非常有效，且簡(jiǎn)單便捷[29]。但對(duì)于大型件如橋梁等難以檢測(cè)，可以對(duì)其進(jìn)行模型縮小，再運(yùn)用磁測(cè)法對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。王進(jìn)軍等[30]采取磁測(cè)法對(duì)大型斜拉橋的內(nèi)應(yīng)力進(jìn)行模型化測(cè)量，測(cè)量誤差在5%以內(nèi)。

2.1.4 超聲波法

超聲波法利用了聲的雙折射現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)了對(duì)內(nèi)應(yīng)力的測(cè)量。當(dāng)超聲波從一個(gè)介質(zhì)中以一定的傾斜角進(jìn)入另外一個(gè)介質(zhì)中時(shí)，該聲波將會(huì)分解成兩個(gè)橫波和兩個(gè)縱波。但是當(dāng)入射波垂直于介質(zhì)表面?zhèn)鞑r(shí)，將會(huì)形成兩個(gè)與入射波同類型的波，如圖2所示[31]。超聲波檢測(cè)儀主要由超聲脈沖信號(hào)源、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)分析預(yù)處理模塊、應(yīng)力分析軟件系統(tǒng)、超聲波探頭及人機(jī)交互終端組成。在被測(cè)對(duì)象上安放兩個(gè)超聲波探頭，分別是發(fā)射和接收探頭，探頭的另外一端分別連接到儀器的信號(hào)端口。儀器向發(fā)射探頭發(fā)出激勵(lì)信號(hào)后，發(fā)射探頭激發(fā)出超聲波并沿被測(cè)對(duì)象傳播，當(dāng)超聲波遇到有應(yīng)力聚集的區(qū)域，超聲波傳播的速度發(fā)生變化(更準(zhǔn)確地說是相位)，如圖3所示。接收探頭采集到信號(hào)回傳至測(cè)量?jī)x器，由儀器分析捕捉到這個(gè)速度變化量，結(jié)合事先標(biāo)定的材料特征參數(shù)，可計(jì)算出目標(biāo)區(qū)域應(yīng)力的大小。并可通過不同點(diǎn)的測(cè)量獲得工件中的應(yīng)力分布圖。

圖2 超聲波折射原理圖Fig.2 Schematic diagram of ultrasonic refraction

圖3 應(yīng)力對(duì)超聲波聲速(相位)的影響Fig.3 Effect of stress on ultrasonic velocity (phase)

超聲波法具有以下特點(diǎn)：①超聲波法檢測(cè)深度可以達(dá)到數(shù)米，遠(yuǎn)超X射線衍射法；②晶粒的尺寸對(duì)超聲波法也有影響，但是晶粒補(bǔ)償功能的引入，使得超聲波對(duì)粗晶材料同樣具備檢測(cè)能力；③檢測(cè)效率非常高，可在較短的時(shí)間內(nèi)測(cè)量整個(gè)零件的應(yīng)力分布；④具備實(shí)時(shí)在線準(zhǔn)確測(cè)量應(yīng)力的能力；⑤不受材料的結(jié)構(gòu)限制，如是否晶體、單晶體限制。超聲波法測(cè)量使用的儀器攜帶較為方便，便于上手操作。但是其測(cè)量的結(jié)果容易受時(shí)間、材料組織結(jié)構(gòu)的干擾，并且因?yàn)槁曀僮兓瘜?duì)應(yīng)力變化的敏感度比較小，所以該方法的測(cè)量精度還有待提高。

劉艷華等[32]建立了超聲波法測(cè)定摩擦焊接頭內(nèi)應(yīng)力的計(jì)算模型，并通過試驗(yàn)證明該法測(cè)定的摩擦焊接頭內(nèi)應(yīng)力比通過有限元法理論計(jì)算得到的結(jié)果更準(zhǔn)確。同時(shí)發(fā)現(xiàn)了材料的各向異性對(duì)超聲波法測(cè)定摩擦焊接頭的內(nèi)應(yīng)力有著重要的影響。李明高等[33]以A5083鋁鎂合金和6005A鋁鎂合金為研究對(duì)象，研究了超聲波法在檢測(cè)高速列車關(guān)鍵部位內(nèi)應(yīng)力的應(yīng)用。通過試驗(yàn)證明了材料本身的性質(zhì)決定了臨界折射縱波應(yīng)力測(cè)試技術(shù)的應(yīng)力系數(shù)K值，并且焊縫、熱影響區(qū)和母材區(qū)域的K值也有著較大的差別。在鋼鐵產(chǎn)業(yè)中，超聲波法測(cè)量?jī)?nèi)應(yīng)力也得到了廣泛的應(yīng)用[34-36]。為進(jìn)一步提升超聲波的檢測(cè)能力，激光超聲應(yīng)運(yùn)而生。KARABUTOV等[37]組裝了激光超聲應(yīng)力檢測(cè)系統(tǒng)，并檢測(cè)了鎳鈦合金焊縫周圍的內(nèi)應(yīng)力。

2.2 有損檢測(cè)法

盲孔法是有損檢測(cè)法中最常見的方法之一。假設(shè)工件內(nèi)的內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)為(σ1，σ2) ，在內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)內(nèi)隨機(jī)位置鉆一個(gè)小孔(直徑d=2a、深度為h)，如圖4所示[38]。圖中r1，r，r2分別為應(yīng)變片的前段、中心、終端距孔中心的距離，ξ1，ξ2，ξ3為應(yīng)變片，σ1，σ2為應(yīng)力，2a為孔徑，θ為σ1與應(yīng)變片ξ1方向的夾角。此時(shí)，孔周圍金屬的內(nèi)應(yīng)力將會(huì)釋放，盲孔周圍將產(chǎn)生新的應(yīng)力場(chǎng)與應(yīng)變場(chǎng)。其釋放的應(yīng)變可以根據(jù)電阻應(yīng)變片測(cè)得，即可計(jì)算出該測(cè)點(diǎn)的內(nèi)應(yīng)力值，其理論公式如下[39]

(2)

(3)

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式中:ε1，ε2和ε3分別為鉆孔后應(yīng)變儀在3個(gè)主要方向測(cè)量的釋放應(yīng)變；A,B分別為應(yīng)變釋放系數(shù)，與盲孔的孔徑、孔深以及被測(cè)工件的彈性模量E等有關(guān)，通過標(biāo)定試驗(yàn)可以得到。

圖4 應(yīng)變片位置示意圖Fig.4 Diagram of strain gauge position

根據(jù)材料力學(xué)的基本原理，得到了計(jì)算截面上內(nèi)應(yīng)力σ的公式

(5)

盲孔法具有以下特點(diǎn)：①盲孔法適用于測(cè)量梯度比較大的內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)；②盲孔法測(cè)量中的應(yīng)力釋放屬于部分釋放，釋放應(yīng)變測(cè)量靈敏度只有剖分法的 25%，因此盲孔法的測(cè)量精度低，不太適合內(nèi)應(yīng)力水平較低的測(cè)量；③測(cè)量的僅僅是表面內(nèi)應(yīng)力，無(wú)法測(cè)量材料內(nèi)部的內(nèi)應(yīng)力；④盲孔法需在工件上鉆孔，是一種有損檢測(cè)，其比較適合生產(chǎn)過程中的抽檢或者允許破壞性檢測(cè)場(chǎng)合，而不適合在線或者在役的設(shè)備內(nèi)應(yīng)力檢測(cè)。

丁代偉等[40]闡述了盲孔法測(cè)試鋼箱梁焊接接頭內(nèi)應(yīng)力的原理，然后以在建橋?yàn)榫唧w的研究對(duì)象，運(yùn)用盲孔法對(duì)其鋼箱梁頂板上焊縫處的內(nèi)應(yīng)力進(jìn)行了計(jì)算，得出了鋼箱梁中焊接內(nèi)應(yīng)力的分布特點(diǎn)，為后續(xù)的設(shè)計(jì)和施工提供一定的技術(shù)參考。潘飛燕等[41]研究了盲孔法測(cè)量汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)應(yīng)力的大小，研究表明，因?yàn)闄C(jī)加工與熱處理的影響，不同階段的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的內(nèi)應(yīng)力大小和分布是不同的。與同樣是有損檢測(cè)的切環(huán)法相比，盲孔法更能反映出汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子真實(shí)的內(nèi)應(yīng)力狀況，并且操作簡(jiǎn)單。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)盲孔法的改進(jìn)與發(fā)展作出了很大貢獻(xiàn)[42-45]。

3 結(jié)論和展望

工件在生產(chǎn)和使用過程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生一定的內(nèi)應(yīng)力，而內(nèi)應(yīng)力的存在則會(huì)影響工件的質(zhì)量。內(nèi)應(yīng)力檢測(cè)方法較多，無(wú)損檢測(cè)法中的X射線衍射法在使用中要特別注意其輻射防護(hù)，且X射線衍射儀器價(jià)格昂貴，使用成本高，僅能檢測(cè)微米量級(jí)的表層內(nèi)應(yīng)力；磁測(cè)法的適用對(duì)象比較苛刻，需鐵磁性材料，否則無(wú)法測(cè)量；超聲波法應(yīng)用最為廣泛，但其精度尚需進(jìn)一步提高。有損檢測(cè)的盲孔法雖然操作相對(duì)簡(jiǎn)單，但是會(huì)對(duì)工件材料產(chǎn)生一定破壞。因此，在工程中應(yīng)根據(jù)工件材料的性質(zhì)、應(yīng)用場(chǎng)合和工作條件，選擇合適的內(nèi)應(yīng)力測(cè)量方法。一些特種設(shè)備如各類吊車臂、壓力罐、高壓線臂梁等，內(nèi)應(yīng)力的存在勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致工件的穩(wěn)定性下降，甚至產(chǎn)生微裂紋，出現(xiàn)事故隱患。為了能及時(shí)了解其內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)，可采用無(wú)損檢測(cè)法如超聲波法對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如果條件允許還可進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并作預(yù)警設(shè)計(jì)，從而可以動(dòng)態(tài)記錄其應(yīng)力狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)可防可控，進(jìn)一步提高設(shè)備使用的安全性。