Page 91 - 无损检测2023年第四期

试验研究

DOI : 10.11973 / ws j c202304011

基于正交试验的 X 射线衍射法残余应力

测量效率优化

王国浩, 王 振, 王晓鹏, 孙 浩

( 郑州航空工业管理学院 航空宇航学院, 郑州 450046 )
摘 要: 对某型残余应力测量仪进行分析, 采用正交试验设计, 通过均值、 方差及极差分析了

ψ 角个数、 准直器直径、 摇摆角度等3个因素对残余应力测量数据精确度、 稳定性及测量时间的影
响。结果表明: 对于测量数据的准确性、 稳定性, 角个数的影响较大, 摇摆角度的影响最小; 对于
ψ
测量效率, 角个数的影响最大, 准直器直径、 摇摆角度的影响较小; 钢及铸铁类的光滑平面试样在
ψ

ψ 角个数为9个、 准直器直径为3mm 、 摇摆角度为3° 的测量参数下, 测量数据准确性、 稳定性及效
率较高。

关键词: 残余应力; 正交试验; 效率优化; 无损检测

中图分类号: TH823 ; TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2023 ) 04-0053-05

O p timizationofresidualstressmeasurementefficienc y b yX-ra y

diffractionmethodbasedonortho g onaltest

WANGGuohao , WANGZhen , WANGXiao p en g SUNHao
,

( SchoolofAeros p aceEn g ineerin g , Zhen g zhouUniversit y ofAeronautics , Zhen g zhou450046 , China )

Abstract : A certaint yp eofresidualstress measurementinstrument wasanal y zed , basedonortho g onal

ex p erimentalarran g ement , mean , varianceandran g edifferentanal y siswasusedtoanal y zetheinfluenceofthree

,
factorssuchasthenumberofan g le ψ thediameterofthecollimatorandtheswin g an g leontheaccurac y , stabilit y

andmeasurementtimeoftheresidualstressmeasurementdata.Ex p erimentalresultsshowthatfortheaccurac y and

stabilit y ofthemeasureddata , thenumberofan g le ψ hada g reaterim p act , andmeanwhiletheswin g an g lehadthe

smallestim p act.Formeasurementefficienc y , theinfluenceofthenumberofan g les ψ wasthelar g est , andthe

influenceofthecollimatordiameterandswin gan g lewassmall.Tothesmoothp lanes p ecimensofsteelandcast

iron , theaccurac y , stabilit y andefficienc y ofthemeasurementdatawerehi g hwhenthenumberofan g le ψ was9 ,

thediameterofthecollimatorwas3mm , andtheswin g an g lewas3°.

Ke ywords : residualstress ; ortho g onaltest ; o p timizationofefficienc y ; nondestructivetestin g
在工业生产中, 汽轮机叶片、 弹簧紧固件及推力 进而抑制裂纹的萌生和扩展 [ 4 ] 。
轴承底座等核心结构件的疲劳寿命要求通常较 张晓玲等 [ 5 ] 在20Cr 钢缺口处进行滚压强化并
高 [ 1-3 ] 。金属构件疲劳寿命的提高能够通过表面强 进行不同参数对比试验, 结果表明引入残余压应
化工艺来实现, 其机理是在金属材料表面引入残余 力能够有效降低裂纹的扩展速率。崔振旗等 [ 6 ] 通
压应力, 使表面微观组织晶粒细化, 形成稠密的位错 过对金属材料表面进行滚压表面强化处理, 引入
残余压应力并进行裂纹的闭合以及扩展试验, 结
收稿日期: 2022-09-16
果表明残余压应力的存在提高了裂纹萌生的门槛
基金项目: 河南省高等学校重点科研项目( 21A460026 )
值。影响 残 余 应 力 的 因 素 主 要 为 相 变 以 及 温
作者简介: 王国浩( 1997- ), 男, 硕士研究生, 主要研究方向为航
空传动、 抗疲劳制造 度 [ 7 ] , 依据测量方式对被测目标是否造成损伤将
残余应力检测方法分为无损检测方法以及有损检
通信作者: 王国浩, 995193278@ qq .com
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2023年 第45卷 第4期
无损检测