纖維增強復(fù)合材料殘余應(yīng)力測試技術(shù)研究.pdf

1、殘余應(yīng)力的存在對材料、結(jié)構(gòu)的疲勞強度和使用壽命等性能有很大的影響，殘余應(yīng)力的大小、方向和分布隨材料的制造、加工或處理方法不同而有很大的隨機性，國內(nèi)外對殘余應(yīng)力的研究主要采用實驗方法。近年來，材料科學(xué)的發(fā)展，使得復(fù)合材料在現(xiàn)代工程中的應(yīng)用越來越廣泛，其中以纖維增強材料應(yīng)用最廣、用量最大。它比重小、強度高和模量大，在航天航空、汽車工業(yè)及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域等有著不可替代的優(yōu)勢。
　　 復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同物質(zhì)以一定方式組合而成的。雖然

2、具有單一材料不具有的優(yōu)勢，但在加工過程中，各個方向的收縮性能不一致，固化結(jié)束后，內(nèi)部將存在殘余應(yīng)力，導(dǎo)致構(gòu)件的強度降低、疲勞乃至破壞，造成更大的損失，復(fù)合材料的殘余應(yīng)力不容忽視。因此，準確測量復(fù)合材料構(gòu)件殘余應(yīng)力具有重要的工程意義。
　　 測量殘余應(yīng)力的方法多種多樣，鉆孔法、切槽法和移層法等機械測量方法，屬于有損測試法，對構(gòu)件造成一定的破壞，但方法成熟，精度較高；X射線衍射法、中子法等物理測量方法，雖然無損構(gòu)件，但只能局限于各向

3、同性的均勻的結(jié)晶型材料，且設(shè)備昂貴，難以普及。
　　 鉆孔法發(fā)展較成熟，是廣泛應(yīng)用的殘余應(yīng)力的測試方法之一。它操作簡單，測量精度高，對構(gòu)件破壞程度小。本文在鉆孔法的基礎(chǔ)上提出了結(jié)合光彈貼片技術(shù)來檢測復(fù)合材料殘余應(yīng)力，并采用計算機圖象處理技術(shù)，提取孔邊的光彈條紋，根據(jù)各向異性彈性理論和殘余應(yīng)力釋放準則計算出被測點的殘余應(yīng)力。此方法簡便易行，準確度高，直觀性強，且具有全局性，可有效地測量復(fù)合材料殘余應(yīng)力。本文詳細闡述光彈性法檢測殘余