残余应力分析仪
其原理是基于著名的布拉格方程2dsinθ=nλ :即一定波长的X射线照射到晶体材料上,相邻两个原子面衍射时的X射线光程差正好是波长的整数倍。通过测量衍射角变化Δθ从而得到晶格间距变化Δd,根据胡克定律和弹性力学原理,计算出材料的残余应力。
应力方程
根据弹性力学理论, 在宏观各向同性晶体材料上角度φ和ψ(见图1)方向的应变可以用如下方程表述:
(图1)
正应力和剪切应力
应力分量σφ和τφ为方向Sφ上正应力和剪切应力:
含剪切应力的应力方程和曲线
如果在垂直于试样表面上的平面上有剪应力存在(τ13≠0和/或τ23≠0),则εφψ与sin2ψ的函数关系是一个椭圆曲线,在ψ> 0和ψ<0是图形显示为“ψ分叉”(见图3)。如果σ33不等于零, 则sin2ψ斜率与σφ-σ33成正比。在这种情况下,方程(4a)变为:
(图3)