残余应力影响下的圆锥压入问题 (1).pdfVIP

第 15卷 第 3期 上 海 电 机 学 院 学 报 V0I．15NO．3 2012拄 JOURNALOFSHANGHAIDIANJIUNIVERSITY 2O12 文章编号 2095—0020(2012)03—0141—06 残余应力影响下的圆锥压入问题 剥、 渊 (上海 电机学院 机械学院，上海 200245) 摘 要 ：利用有限元分析了材料在压痕过程 中各变量，并计算 了硬度 HRC值，与在硬度试验 中所测 HRC值吻合，证 实了有限元分析的正确性 ；在此基础上，分析 了试件具有残余应力时的压入 响应问题 ，研究了残余应力对 圆锥压入响应的影响 ，探讨 了压痕法测试残余应力所存在的问题。研 究结果表 明：残余拉、压应力 以不同程度影响压入响应，压应力使 圆锥压头处 出现隆起量，而拉应力 使其 出现下沉量 ，该表现用于直观法预测残余应力；拉应力使压痕处塑性 区域增加 ，压应力使塑性 区域减少，在压痕法测量残余应力时，由于塑性 区域事先的未知性而影响应变测试位置的确定，从 而影响测量残余应力 的准确性 。 关键词 ：残余应力 ；压入响应 ；塑性 区域 ；测试位置不确定性 中图分类号 ：TB 125 文献标志码 ：A ConicallndentationUnderResidualStress SUN Yuan (SchoolofMechanicalEngineering，ShanghaiDianjiUniversity，Shanghai200245，China) Abstract：ThefiniteelementmethodiSusedtostudyindentationparametersunder1oad。and calculatehardness．Thecalculatedvaluesagreewellwiththemeasurements，indicatingeffective— nessandreliabilityofthefiniteelementanalysis．Basedonnumericalsimulationofaconeinden— ter，weanalyzetheindentationresponseofmaterialswithvaryingresidualstress，andtheeffectof residualstressontheindentation response．Theproblem arising from indentation formeasuring residualstressis studied forthe plasticregion around indentation．The resultshowsthatthe residualstressaffectsindentation responsein differentdegrees．Pile—up appearsaround thecone indenterdueto compression stress，and sink-in appearsdueto tensilestress ． Thesecan beused to determinetheresidualstressbydirectobservation．Plasticregionisclearlywidenedwithtensilestressand narrowedwithcompressionstress．Thepositionforstrainbecomesuncertainintheindentationtestdueto unknownplasticregion，whi