黄继武教员亲授|X射线衍射方法测量剩余应力原理与方法 (黄继伟武校)

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• 剩余应力的测试仪器

X射线衍射方法测量剩余应力原理与方法（黄继武教员亲授）

X射线衍射方法是测定剩余应力的关键手腕。

剩余应力是指在资料外部，外力拆除后残留的应力，分为微观和微观两种。

微观应力在衍射谱中体现为峰变宽，可经过测量峰宽并经过近似函数或傅立叶变换求得。

微观应力则造成峰位漂移，经过衍射峰的位移变动来估测。

自20世纪初，X射线衍射法逐渐开展成为非破坏性测试资料剩余应力的首选。

日本的X射线应力测定仪和德国的sin2ψ法都促成了技术的提高。

基本原理是应用X射线照耀，测量衍射线位移，经过胡克定律计算剩余应力。

试验中，经过调整入射角和测量衍射角，计算应力系数M，以确定压力或拉力的存在和大小。

在实践测量中，试样与衍射面的配合至关关键。

固定ψ法是罕用方法，经过调整ψ角失掉不同角度的数据，而后构建2θ-sin2ψ相关线，计算应力。

数据处置时，经过最小二乘法和布拉格方程减小测量误差，最终得出应力值。

虽然X射线法对微观应力有很好的测量成果，但存在局限性，如只能测试外表应力和受织构影响的疑问。

为处置这些疑问，科研人员开发了中子衍射法和同步辐射X射线透过法，它们能深化资料外部测量剩余应力。

在实践操作中，选用适合的衍射峰和ψ角，准确测量并处置数据，是完成测定的关键。

迷信指南针作为科研服务平台，提供了片面的X射线衍射数据剖析服务，包含数据测量、峰位确定、应力计算等步骤，并强调了服务的高效和客户满意度。

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剩余应力的测试仪器

剩余应力剖析仪其原理是基于驰名的布拉格方程2dsinθ=nλ ：即必定波长的X射线照耀到晶体资料上，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。

经过测量衍射角变动Δθ从而失掉晶格间距变动Δd，依据胡克定律和弹性力学原理，计算出资料的剩余应力。

应力方程依据弹性力学实践, 在微观各向异性晶体资料上角度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重量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假设在垂直于试样外表上的平面上有剪应力存在（τ13≠0和/或τ23≠0），则εφψ与sin2ψ的函数相关是一个椭圆曲线，在ψ> 0和ψ<0是图形显示为“ψ分叉”（见图3）。

假设σ33不等于零, 则sin2ψ斜率与σφ-σ33成正比。

在这种状况下，方程（4a）变为：（图3）