专利名称：钛合金表面最大应力和表层应力梯度的计算机测算方法
技术领域：
本发明涉及的是钛合金表面最大应力和表层应力梯度的计算机测算方法，具体的说，是一种在钛合金材料X射线应力测试中被测材料表面存在较大应力梯度时表面最大应力和表层应力梯度的计算机测算方法。用于材料分析测试技术领域。
背景技术：
X射线衍射应力测试时，测定的应变是X射线透入深度内应变的加权平均值。材料经过磨削、表面改性等加工过程后，表面应力沿深度方向存在应力梯度。当应力梯度较大时，X射线应力测试中测定的应变ε失去与sin2 Ψ的线性关系，应力测试结果偏离真实值。经过对现有技术文献的检索发现，目前X射线应力测试中应力梯度问题的解决主要有两种方法。一种是采用电解抛光逐层剥除法，在新抛光的表面依次测得各个深度的应力值。此时所选择的测试参数必须保证X射线的有效透射深度和存在的应力梯度相比十分小，同时在被照射体积内有均一的二维应力状态，此外由于剥层产生了新的应力分布，若有可能应对测试值进行修正。因此只适合X射线穿透深度小和应力梯度不大的情况，当应力测试对象存在较大的应力梯度时，测试结果还是不能给出准确的应力值。另一种方法是选用不同波长和一系列不同晶面的衍射线来测得不同深度的加权平均值，再从测得的加权平均值反推出试样表层真实的应力分布，测试过程复杂，测试精度要求高。
发明内容
本发明针对现有技术的不足和缺陷，提供了钛合金材料X射线应力测试中被测区域存在较大应力梯度时表面最大应力和表层应力梯度的计算机测算方法。本发明采用的方法包括以下步骤步骤(I)X射线应力测试初始化与X射线应力仪配套的计算机，然后选择被测材料3组不同的表面法线与衍射晶面法线的夹角Ψ，3组Ψ角中最大角度值分别记为1^、￥2和Ψ3，1^、￥2和￥3互相间差值> 5°，在试样的测试方向χ方向和与χ方向垂直的y方向，使用X射线应力仪按照选定的每组Ψ角进行5次应力测试，求5次测试应力结果的平均值作为每组Ψ角下的应力测试结果，χ方向3组不同的Ψ角应力测试结果分别记为σ χ1、σ χ2和σ x3，y方向3组不同的Ψ角应力测试结果分别记为σ yl、σ y2和σ y3 ；步骤( 按以下步骤计算出χ方向表面最大应力值σχ。、χ方向应力沿深度的应力梯度K、y方向表面最大应力值σ yQ和y方向应力沿深度的应力梯度Ay步骤(2. 1)按下式计算两个由测试参数和被测材料确定的系数a和b，3组不同的Ψ角对应的a和b分别记为&1、ει2、ει3和b”b2、b3，
权利要求
1.钛合金表面最大应力和表层应力梯度的计算机测算方法，其特征在于，具体步骤如下步骤(I)X射线应力测试初始化与X射线应力仪配套的计算机，然后选择被测材料3组不同的表面法线与衍射晶面法线的夹角Ψ，3组Ψ角中最大角度值分别记为1^、￥2禾日Ψ3，1^、￥2禾日Ψ3互相间差值> 5°，在试样的测试方向χ方向和与χ方向垂直的y方向，使用X射线应力仪按照选定的每组Ψ角进行5次应力测试，求5次测试应力结果的平均值作为每组Ψ角下的应力测试结果，χ方向3组不同的Ψ角应力测试结果分别记为σ χ1、σ χ2和σ x3，y方向3组不同的Ψ角应力测试结果分别记为σ yl、σ y2和σ y3 ；步骤( 按以下步骤计算出χ方向表面最大应力值σχ。、χ方向应力沿深度的应力梯度Ax、y方向表面最大应力值σ yQ和y方向应力沿深度的应力梯度Ay步骤(2. 1)按下式计算两个由测试参数和被测材料确定的系数a和b，3组不同的Ψ角对应的a和b分别记为ai、a2、ει3和ID1、ID2、b3，
全文摘要
钛合金表面最大应力和表层应力梯度的计算机测算方法属于材料分析测试技术领域，其特征在于，在X射线透射深度内测试方向上的应力沿深度线性分布的基础上，利用3组不同被测材料表面法线与衍射晶面法线的夹角进行X射线应力测试得到的被测材料x方向和y方向的应力，通过测试应力与测试方向上表面最大应力、测试方向上应力沿深度的应力梯度和垂直于测试方向上应力沿深度应力梯度的关系式，建立求解方程组，并结合钛合金材料X射线应力测试的特点，对方程组进行修正，从而计算出表面最大应力和表层应力梯度。在钛合金X射线应力测试区域因存在较大应力梯度而影响X射线应力测试结果时，本发明可方便准确地给出表面最大应力和应力梯度值。
文档编号G01L1/25GK102564661SQ201110444810
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月27日 优先权日2011年12月27日
发明者李庆庆, 李晓延, 邓云华 申请人:北京工业大学