Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Đo Lường Các Trường Căng Thẳng Còn Lại Không Đều Cao Với Lỗi Nhựa Giảm Đáng Kể
Tóm tắt
Bài báo trình bày các xác thực thực nghiệm cho một phương pháp mới được đề xuất để đo lường độ căng thẳng còn lại. Phương pháp này, được thiết kế đặc biệt cho các trường căng thẳng còn lại không đồng nhất trong mặt phẳng, được áp dụng trong công việc này để đo lường các căng thẳng còn lại phát sinh từ việc uốn bốn điểm của thanh nhôm 7075-T6. Lợi ích của phương pháp này là nó có thể tái tạo các trường căng thẳng mà không cần bất kỳ giả định nào về tính đồng nhất trong mặt phẳng. Phương pháp sử dụng hai vết cắt, được mở rộng từ cả hai bề mặt bên và thu thập các trường biến dạng thả lỏng toàn phần từ các bề mặt bên sử dụng tương quan hình ảnh kỹ thuật số 2D độ phân giải cao (DIC). Các căng thẳng còn lại được tái tạo phù hợp với các dự đoán từ mô phỏng FE và đo lường nhiễu xạ neutron. Ngoài ra, còn cho thấy rằng ứng suất nhựa phát sinh trong quá trình thả lỏng, điều này làm giảm độ chính xác của phương pháp, chịu ảnh hưởng rất mạnh bởi hướng của sự kéo dài của vết cắt. Điều này ngụ ý rằng có khả năng giảm đáng kể ứng suất nhựa trong quá trình cắt nếu phương hướng và sự kéo dài của vết cắt được lựa chọn một cách cẩn thận.
Từ khóa
#căng thẳng còn lại #độ căng thẳng nhựa #phương pháp đo lường #nhôm 7075-T6 #tương quan hình ảnh kỹ thuật số #mô phỏng FE #nhiễu xạ neutronTài liệu tham khảo
Schajer GS, Steinzig M (2005) Full-field calculation of hole drilling residual stresses from electronic speckle pattern interferometry data. Exp Mech 45:526–532
Ribeiro J, Monteiro J, Lopes H, Vaz M (2011) Moire interferometry assessement of residual stress variation in depth on a shot peened surface. Strain 47:E542–E550
Whitehead P, Lord J, Penn D (2008) The application of digital image correlation for measuring residual stress by incremental hole drilling. Appl Mech Mater 13-14:65–73
Schajer G, Prime M (2006) Use of inverse solutions for residual stress measurements. J. Eng. Mater. Technol. Trans. ASME 128:375–382
Beghini M, Bertini L, Raffaelli P (1994) Numerical-analysis of plasticity effects in the holedrilling residual-stress measurement. J Test Eval 22:522–529
Lin YC, Chou CP (1995) Error induced by local yielding around hole in hole drilling methond for measuring residual stress of materials. Mater Sci Technol 11:600–604
Mahmoudi AH, Truman CE, Smith DJ, Pavier MJ (2011) The effect of plasticity on the ability of the deep hole drilling technique to measure axisymmetric redidual stress. Int J Mech Sci 53:978–988
Prime MB (2010) Plasticity effects in incremental slitting measurement of residual stresses. Eng Fract Mech 77:1552–1566
Shin SH (2005) FEM analysis of plasticity-induced error in measurement of welding residual stress by the contour method. J Mater Sci Technol 19:1885–1890
Prime MB (2001) Cross-sectional mapping of residual stresses by measuring the surface contour after a cut. J Eng Mater Technol 123:162–168
Razumovskii IA, Shterenlikht AL (2000) Determining the locally-nonuniform residual-stress fields in plane parts by the sectioning method. J Mach Manuf Reliab C/C of Problemy Mashinostroeniia i Nadezhnosti Mashin 4:40–45
Dowling NE (1999) Mechanical behavior of materials: Engineering methods for deformation, fracture, and fatigue, 4th edn. McGraw-Hill series in materials science and engineering, Prentice Hall
Timoshenko S, Goodier JN (1970) Theory of Elasticity, 3rd edn. McGraw-Hill, New York
Hewitt E, Hewitt RE (1979) The gibbs - wilbraham phenomenon: an episode in fourier analysis. Arch Hist Exact Sci 21:129– 160
Dassault Systèmes (2009) Abaqus FEA http://www.simulia.com/products/abaqus_fea.html (HTML)
Schreier HW Systematic errors in digital image correlation caused by intensity interpolation. Opt Eng 39:2915
Sutton MA, Yan JH, Tiwari V, Schreier HW, Orteu JJ (2008) The effect of out-ofplane motion on 2D and 3D digital image correlation measurements. Opt Lasers Eng 46:746–757
Dantec Dynamics (2012) ISTRA 4D Software Manual Q-400 system
Navitar (2013) Precise Eye Performance Specifications http://www.navitar.com/pdf/pe_performance_specs.pdf(HTML)
Pan B, Xie Hm, Xu Bq, Dai Fl (2006) Performance of sub-pixel registration algorithms in digital image correlation. Meas Sci Technol 17:1615–1621
Berfield T, Patel J, Shimmin R, Braun P, Lambros J, Sottos N (2007) Micro-and nanoscale deformation measurement of surface and internal planes via digital image correlation. Exp Mech 47:51–62
Lopez-Crespo P, Shterenlikht A, Yates JR, Patterson EA, Withers PJ (2009) Some experimental observations on crack closure and crack-tip plasticity. Fatigue Fract Eng Mater Structures 32:418–429
Pirling T, Bruno G, Withers PJ (2006) SALSA - A new instrument for strain imaging in engineering materials and components. Mater Sci Eng 437:139–144
Hutchings MT, Withers PJ, Holden TM, Lorentzen T (2005) Introduction to the characterization of residual stress by neutron diffraction. CRC Press, Boca Raton
Wimpory RC, Ohms C, Hofmann M, Schneider R, Youtsos AG (2009) Statistical analysis of residual stress determinations using neutron diffraction. Int J Press Vessel Pip 86:48– 62
Wimpory RC, Ohms C, Hofmann M, Schneider R, Youtsos AG (2009) Corrigendum to “Statistical analysis of residual stress determinations using neutron diffraction”. Int J Press Vessel Pip 86:721
Kim HK, Pavier MJ, Shterenlikht A (2013) Measuring locally non-uniform in-plane residual stress with straight cuts and DIC. In: Proceedings of 9th international conference on advances in experimental mechanics, Cardiff, pp 3–5
Kim HK, Pavier MJ, Shterenlikht A (2014) Plasticity and stress heterogeneity influence on mechanical stress relaxation residual stress measurements. In: Proceedings of 9th european conference on residual stresses, Troyes, pp 7–10
Simandjuntak S, Alizadeh H, Smith DJ, Pavier MJ (2006) Three dimensional finite element prediction of crack closure and fatigue crack growth rate for a corner crack. Int J Fatigue 28:335–345
Traore Y, Bouchard PJ, Francis J, Hosseinzadeh F A novel cutting strategy for reducing plasticity induced errors in residual stress measurements made with the contour method. In: Proceedings of the ASME pressure vessels and piping conference , PVP2011, Vol 6, A and B, New York
Lane C, Burguete RL, Shterenlikht A An objective criterion for the selection of an optimum DIC pattern and subset size. In: Proceedings of the 2008 SEM Annual Conference, Orlando Paper 297
Kartal ME (2013) Analytical solutions for determining residual stresses in two-dimensional domains using the contour method. Proc R Soc A Math Phys Eng Sci:469