圓鋸片的壓痕應變法殘余應力測試與分析*

王韻璐 曹 瑜 李敏敏 王 正

圓鋸片廣泛用于木材、石材、金屬、混凝土等多種材料的切割[1]。圓鋸片構件在機加工、熱處理、焊接、整平和適張作業加工過程中都會產生不同程度的殘余應力，這些殘余應力的存在會嚴重影響鋸片的正常使用。圓鋸片構件中的殘余應力是指在沒有對其施加外力時，圓鋸片內部存在保持自相平衡的應力系統，亦是圓鋸片構件的彈性和塑性各向異性的反映。圓鋸片中的殘余應力是固有應力或內應力的一種，對結構可靠性有很大作用[2]，特別是對其結構強度、疲勞壽命、尺寸穩定性和脆性斷裂的影響較大。因此，做好降低或消除圓鋸片構件的殘余應力工作尤為重要。

圓鋸片等金屬構件的殘余應力可通過測量進行很好的定量研究，常用方法為壓痕應變法、X射線衍射法、盲孔法[3]和激光全息小孔法。其中，盲孔法和激光全息小孔法原理及其測量儀器均很成熟，適宜實驗室應用；X射線衍射法[4,5]和壓痕法更偏向于工程實際應用。如張占寬、習寶田等人用國產X-350A型X射線應力測試儀對圓鋸片初始應力和多點加壓適張后的殘余應力進行了測量，確定了其殘余應力分布規律[1,6,7]。壓痕應變法是利用測量球形壓頭產生的壓痕外彈性區的應變變化來計算殘余應力的方法。當球形壓頭壓入圓鋸片測點時，測點上的應變花產生應變變形增量，即可獲知壓頭壓入測點后壓痕周圍彈性區的應變增量，就能得到構件表面的原始殘余應力[8]。……