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                    汽車制動鼓采用鉆孔法測殘余應力

                    分類:殘余應力檢測    關鍵詞:鉆孔法測殘余應力

                    120制動鼓鑄造過程中會產生大量殘余應力,而殘余應力會影響產品的強度。傳統工藝鑄造后,一般會采用退火或自然時效消除應力。為了檢驗汽車制動鼓三種狀態下的殘余應力,我們采用了鉆孔法測殘余應力。分別對120制動鼓3種狀態,即退火、時效6個月、未處理產品進行局部點的殘余應力測試,分析研究其殘余應力大小及分布規律,為設計汽車制動鼓及大型鑄件制造工藝提供了依據。

                    鉆孔法測殘余應力

                    為了解120制動鼓殘余應力最大位置和方向,根據鑄件形狀截面突變較大的2個圓弧面過渡處,在外表面周向對稱處各粘貼2片應變花(見圖1)。3種狀態下的制動鼓采用同樣的布片方式進行對比試驗,實測所用應變花的型號與材料標定時所用應變花的型號相同,并采用同一互補償的溫度補償方法。

                    儀器的選擇

                    儀器采用聚航科技生產的JHMK殘余應力檢測系統,是鉆孔法測殘余應力專用儀器,由JHYC靜態應變儀和JHZK鉆孔裝置組合而成。應變儀是軟件式操作,可實時顯示數據、儲存數據。鉆孔裝置適用于各種平面、曲面、焊縫,靈活方便。鉆孔分為2步進行,第一步為初鉆,鉆頭直徑為1.5mm。第二步為擴鉆,鉆頭直徑為2mm。

                    測試結果分析

                    根據A、B值,可計算出各測點釋放主應力的大小及方向,用σmax、σmin、Φ來表示,并計算出σx、σy、σxy,表示主應力分解在沿制動鼓外殼軸向和周向的釋放應力,整理后各點的應力值見表1。

                    汽車制動鼓.png

                    鉆孔時產生的附加應變是引起誤差的主要原因,這是由刀具切削金屬時對孔壁的塑性擠壓引起的。為保證鉆孔質量,應每鉆1個孔都更換新鉆頭,以確保鉆削時的附加應變減小到最低限度。其次在鉆具與鉆孔部位的圓對中時,應用放大鏡觀察到不同心度不超過2*10-2mm,這樣小的不同心度對鉆孔偏差所帶來的誤差是很小的。

                    從局部點的內應力釋放結果來看,3種狀態的鑄件內應力最大處在外圈周向,離端面108mm處,如取制動鼓鑄件的強度極限為Rm=200MPa來比較,退火后和時效處理后的點平均釋放應力是產品強度指標的6.6%,未處理占強度指標的7%。3種狀態的內應力釋放值有差異,但占比相對較小,可不考慮。根據大型鑄件的技術條件規定允許存在的殘余應力水平不得超過材料屈服強度的8%,所以3種狀態內應力釋放都在允許范圍之內。


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