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重軌表面殘余應(yīng)力測試方法研究

來源:南京聚航科技有限公司   2022年01月11日 14:25   463

鋼軌在軋制、矯直、處理等工藝過程中,都會產(chǎn)生宏觀殘余應(yīng)力。該殘余應(yīng)力對鋼軌的機(jī)械性能和其他一些方面都有很大的影響。為此,我們要對鋼軌進(jìn)行殘余應(yīng)力測試。經(jīng)雙方商討研究后,決定采用切割殘余應(yīng)力測試方法。

殘余應(yīng)力測試儀器

選用聚航科技生產(chǎn)的JHYC靜態(tài)應(yīng)變儀,應(yīng)變片電阻值選取120±0.25Ω,靈敏系數(shù)2.19。

殘余應(yīng)力測試方法過程

取試樣全長1米,在其中間0.5米處劃線。用砂輪、砂紙去除劃線的貼應(yīng)變片處的銹蝕層,打磨達(dá)到貼應(yīng)變片的光潔度要求。然后劃線,定位應(yīng)變片。用膠水將應(yīng)變片粘貼好后,用405硅橡膠密封應(yīng)變片,而后干燥24小時(shí),再焊接測量屏蔽線。電阻應(yīng)變儀和應(yīng)變片連接好后,應(yīng)變儀凋零。然后,在貼應(yīng)變片處切取30mm厚的樣塊,切下后立即接測量線,一小時(shí)后開始測量各點(diǎn)的應(yīng)變值,然后連續(xù)測量20多小時(shí)。

鋼軌表面存在縱橫方向,因橫向殘余應(yīng)力很小,我們忽略不計(jì)。所以σ=Eε。釋放殘余應(yīng)變與原鋼軌總殘留的應(yīng)變方向相反,故鋼軌實(shí)際殘余應(yīng)力σ=-Eε,E=2.058*105N/mm2.

測試數(shù)據(jù)分析及討論

從測試得到的數(shù)據(jù)來看,殘余應(yīng)力測試是成功的。這里主要討論釋放應(yīng)變時(shí)效問題。切割2-3小時(shí),測量應(yīng)變大部分基本穩(wěn)定,切割后3小時(shí)與7.5小時(shí),測量應(yīng)變相差為0-30με,只有3個(gè)點(diǎn)差值為30με,其余均很小或沒有變化。相應(yīng)應(yīng)力相差(0-5.9)N/mm2其應(yīng)變相對誤差(0.6-6.4)%之間。絕大多數(shù)點(diǎn)釋放應(yīng)變,隨時(shí)間延長是上升的趨勢,有的點(diǎn)應(yīng)變釋放,隨時(shí)間延長有升有降,只有四個(gè)點(diǎn)應(yīng)變一直是降的趨勢,且是負(fù)應(yīng)變。

我們認(rèn)為,這些現(xiàn)象的原因是多種的。鋼軌斷面形狀不規(guī)則,斷面殘余應(yīng)力分布既沒有規(guī)律性,也不均勻。我們測的是表面殘余應(yīng)力,而表面殘余應(yīng)力的釋放,是受心部殘余應(yīng)力和表面其他各點(diǎn)殘余應(yīng)力釋放的影響的,因?yàn)檎麄€(gè)斷面是連續(xù)的彈性體。

結(jié)論

采用切割殘余應(yīng)力測試方法檢測形狀不規(guī)則鋼體表面的殘余應(yīng)力是可行的。我們建議測該種狀況鋼軌的殘余應(yīng)力,在切割后2-3小時(shí)即可。這時(shí)才是鋼軌斷面表面各點(diǎn)的真實(shí)殘余應(yīng)力。

 

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