大型铸铝件断裂残余应力测量与分析

某大型板结构铸铝合金件是舰炮装配的基础构件，在研制过程中，由于铸造后时效效应，没有出现脆断现象，但在小批量生产过程中不断出现构件断裂情况，于是厂家找到聚航科技，希望通过对大型板结构铸铝合金残余应力测量研究，分析其断裂原因。

经过双方商讨后，决定采用盲孔法测试大型铸铝件残余应力，仪器采用JHMK残余应力测量系统，是由JHYC静态应变仪和JHZK残余应力精密钻孔装置。

残余应力测量步骤

测试方案的确定

根据两个破损构件裂纹走向，初步确定了大残余应力分布，经讨论决定形成如下测试方案。

• 沿裂纹走向布局6至7个测试点。
• 以原投入使用并在使用中没有破损的原构件做参考进行对比测试。
• 采用振动时效消除残余应力后对新购件残余应力进行对比

实施方法

• 每个测点处按要求粘贴一片残余应力测定应变花，测点间距足够远，从而各电阻应变花可相应作为温度补偿使用。
• 在电阻预调平衡箱上接好桥路，并逐点调试初始平衡状态。
• 通过仪器矫正，使喷砂打孔装置的打孔中心与应变花孔标记中心一致，在打孔设备安装牢固后，再次检查调整应变仪初始平衡状态。
• 启动打孔设备，并打出直径为2α、孔深为H的圆孔。
• 通过应变仪测量该点应变花3个方向的应变量，并记录度数。

经终判断，大型铸铝件断裂的主要原因是构件中残余应力较大，部分位置残余应力超过材料屈服极限。因此构件必须进行消除残余应力处理。