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風機機架殘余應力測試報告

一、前 言
      受重慶鼎峰公司的委托,我公司采用盲孔法對該公司生產的風機機架焊縫進行了殘余應力測試,對風機機架的焊縫殘余應力分布與水平進行評價。

二、試驗目的和試驗依據
      對風機機架焊縫進行了殘余應力測試,并對殘余應力分布及水平進行評價。

三、測點布置



圖1:測點布置圖

四、數據處理方法
      焊縫焊接殘余主應力與主應力夾角計算公式


五、試驗結果
      1、局部熱處理 風機機架焊縫焊接殘余應力測試結果
材料物理參數:   E= 0.21GPa       u= 0.30
測試工藝參數:   孔徑a= 2.0mm    r1=2.0mm      r2=4.0mm
測量數據: 應變με
************************************
  1:  -890   -369   89    0    0    0
  2:  -554   -290   53    0    0    0
************************************

計算結果:
---------------------------------------------------------------------------------------------------------
        σ1(MPa)                  σ2(MPa)                 θ(度)
 測點 ----------------------           ---------------------            -------------
       振前     振后  消除率%  振前   振后    消除率%   振前   振后
---------------------------------------------------------------------------------------------------------
   1:  248.82    0.00   100.0     9.96    0.00    100.0      1.84    0.00
   2:  155.45    0.00   100.0     6.41    0.00    100.0      -3.71   0.00
---------------------------------------------------------------------------------------------------------
平均:  202.14    0.00   100.0     8.19    0.00    100.0        /      /
---------------------------------------------------------------------------------------------------------

2、熱處理 風機機架焊縫焊接殘余應力測試結果
熱時效測試數據


材料物理參數:   E= 0.21GPa       u= 0.30
測試工藝參數:   孔徑a= 2.0mm    r1=2.0mm      r2=4.0mm
測量數據: 應變με
*********************************************
  1:  -815   -407   -115   -175   -153   -144
  2:  -825   -776   -167   -231   -143   -80
  3:  -1076  -429   -200   -219   -173   -138
  4:  -1045  -733   -87    -163   -140   -130
  5:  -1115  -695    60    -376   -167    22
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計算結果:
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        σ1(MPa)                σ2(MPa)                    θ(度)
 測點 ----------------------          --------------------             -------------------
        振前    振后  消除率%    振前   振后  消除率%    振前   振后
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------
   1:  236.61   55.62   76.5       63.85   47.44   25.7       4.70   11.38
   2:  265.43   68.87   74.1       55.06   31.61   42.6      -20.20   4.70
   3:  324.29   67.62   79.1       87.96   47.72   45.8       12.75   3.87
   4:  306.37   51.65   83.1       59.35   43.01   27.5      -9.61   10.75
   5:  319.17  105.70   66.9       21.68    8.67   60.0      -7.96   1.44
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------
平均:  290.37   69.89   75.9       57.58   35.69   38.0        /      /


3、振動時效處理 風機機架焊縫焊接殘余應力測試結果
材料物理參數:   E= 0.21GPa       u= 0.30
測試工藝參數:   孔徑a= 2.0mm    r1=2.0mm      r2=4.0mm
測量數據: 應變με
****************************************
  1:  -815   -407   -115  -545  -157  175
  2:  -825   -776   -167  -605  -395   83
  3:  -1076  -429   -200  -605  -395   83
  4:  -1045  -733   -87   -718  -292  188
  5:  -1115  -695    60   -700  -468  119
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計算結果:
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         σ1(MPa)                 σ2(MPa)                θ(度)
 測點 ----------------------            ---------------------         ---------------------
        振前   振后  消除率%    振前   振后   消除率%   振前   振后
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
   1:  236.61  147.69   37.6      63.85  -28.15   144.1      4.70    2.22
   2:  265.43  174.21   34.4      55.06   -5.56   110.1     -20.20  -10.64
   3:  324.29  174.21   46.3      87.96   -5.56   106.3      12.75  -10.64
   4:  306.37  196.11   36.0      59.35  -24.88   141.9     -9.61   -1.71
   5:  319.17  202.52   36.5      21.68  -14.81   168.3     -7.96   -11.72
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平均:  290.37  178.95   38.4      57.58  -15.79   127.4       /       /
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六、試驗結論
      測量結果表明時效前,風機機架焊縫焊接殘余應力較大,接近300MPa左右,且分布不均勻,因此在加工過程中工件尺寸精度很難保證。
振動時效后,風機機架焊縫焊接殘余應力整體降低約38%,接近180MPa,且分布趨于均勻,達到了振動時效的目的,滿足規范JB10375-2002 的要求,因此可以確保加工過程中工件尺寸精度要求。

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