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殘余應(yīng)力是鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件在無(wú)外力作用下的一種內(nèi)應(yīng)力。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的殘余應(yīng)力可能是由以下因素引起：1.生產(chǎn)過(guò)程中焊接的不均勻受熱、冷卻；2.冷軋之后不均勻冷卻；3.火焰切割、校正調(diào)直或反彎曲等初始因素。焊接殘余應(yīng)力是由于焊接部位局部受到高溫加熱后膨脹，受到周邊材料限制，進(jìn)而在構(gòu)件內(nèi)部形成溫度應(yīng)力，并在焊接過(guò)程中隨時(shí)間和溫度而不斷變化，這個(gè)溫度應(yīng)力稱(chēng)為焊接應(yīng)力，焊接應(yīng)力較高的部位甚至可達(dá)到鋼材屈服強(qiáng)度而發(fā)生塑性變形，因此鋼材冷卻后仍有應(yīng)力殘存于焊件內(nèi)。

焊接殘余應(yīng)力的數(shù)值大小、分布形態(tài)對(duì)焊接結(jié)構(gòu)的靜載強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、斷裂特性及剛性和尺寸穩(wěn)定性會(huì)產(chǎn)生很大的影響，特別是會(huì)造成焊接結(jié)構(gòu)在服役期間產(chǎn)生失穩(wěn)與開(kāi)裂，顯著地縮短構(gòu)件的使用壽命。因此，為了保證焊接鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠性，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行焊接殘余應(yīng)力檢測(cè)，了解分析焊接殘余應(yīng)力分布規(guī)律就變得非常有必要。

焊接殘余應(yīng)力檢測(cè)方法

殘余應(yīng)力測(cè)量方法一般分為機(jī)械釋放法和非破壞無(wú)損測(cè)量法兩種，盲孔法測(cè)殘余應(yīng)力因操作簡(jiǎn)單、測(cè)量方便，對(duì)構(gòu)件損傷程度小等特點(diǎn)，已得到廣泛應(yīng)用，也是檢測(cè)鋼結(jié)構(gòu)焊接殘余應(yīng)力常用的方法。

試件情況與使用儀器

本實(shí)驗(yàn)所用試件為一組蜂窩式鋼結(jié)構(gòu)試件，儀器采用聚航科技生產(chǎn)的JHMK殘余應(yīng)力測(cè)試系統(tǒng)，由JHYC靜態(tài)應(yīng)變儀和JHZK鉆孔裝置組成，精度高，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確。

試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)布置

本次試件最小厚度為6mm，故采用1.5mm鉆頭，由于翼緣寬度較小故翼緣上孔距取15mm，腹板上孔距取20mm，應(yīng)變花粘貼位置如下圖1、2。

實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意問(wèn)題

1. 在粘貼應(yīng)變花之前，應(yīng)先對(duì)試件表面進(jìn)行打磨，并用酒精或者丙酮擦拭試件表面，清除試件表面鐵屑，然后用502膠水粘貼應(yīng)變花。

2. 應(yīng)變花粘貼位置要準(zhǔn)確，應(yīng)變花中心要與測(cè)試點(diǎn)中心位置對(duì)準(zhǔn)。

3. 為減小溫度對(duì)應(yīng)變應(yīng)力的影響，應(yīng)設(shè)置與測(cè)試試件材料相同的試件粘貼應(yīng)變花做溫度補(bǔ)償。

4. 鉆孔前，把鉆頭放置在應(yīng)變花上，對(duì)應(yīng)變采集儀進(jìn)行平衡調(diào)零，防止鉆頭放下時(shí)產(chǎn)生的初始應(yīng)變影響測(cè)量結(jié)果。

5. 鉆孔時(shí)要控制鉆孔速度，防止溫度過(guò)高影響測(cè)量結(jié)果。

結(jié)論

本次試驗(yàn)結(jié)果與文獻(xiàn)提出的焊接工字型鋼截面殘余應(yīng)力分布曲線(xiàn)基本吻合，可以得出本試驗(yàn)過(guò)程滿(mǎn)足實(shí)際施工及檢測(cè)需要，為今后盲孔法的廣泛應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。為了提供盲孔法測(cè)量殘余應(yīng)力的精度，應(yīng)注意鉆孔速度、溫度、鉆孔時(shí)對(duì)中程度、應(yīng)變花粘貼精確性及A、B系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確性等問(wèn)題。