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2018年第10期教育教学2SCIENCE FANS XRD 无损检测晶体材料残余应力实验过程问题浅析张法辰，侯丽影，易法军，邓…………亚…，刘佳佳（黑龙江省实验中学，黑龙江…………哈尔滨…………150001；哈尔滨工业大学，黑龙江…………哈尔滨…………150001）【摘 要】采用X 射线衍射（XRD，X-ray diffraction）原理无损测量多晶体材料中残余应力，通过实际操作培养独立完成科学实验的能力。
在实验过程中遇到了一些实际问题，通过查阅资料和讨论，弄清楚了出现问题的原因。
【关键词】X 射线；衍射；晶体材料；残余应力【中图分类号】G633 【文献标识码】B 【文章编号】1671-8437（2018）10-0072-02为加深对物理定律的理解，提高科学实验素养，利用哈尔滨工业大学的精密仪器进行晶体材料残余应力的检测。
首先初步了解测试原理，此过程涉及高中物理中的力学、电磁学、光学、原子物理学等知识；然后在实验室工作人员的帮助下，进行仪器操作，测试铝合金表面的残余应力，培养实验动手能力；在实验过程中，遇到了难以解释的现象，通过查阅资料和讨论，弄清楚出现问题的原因。
1 XRD法检测残余应力的基本原理X 射线是一种波长极短，能量很大的电磁波，X 射线的波长比可见光的波长更短（约在0.001～100纳米）。
在实验中，主要用X 射线管产生X 射线，就是在高真空管内高速行进成束的电子流撞击阳极靶（钨、钼等）时与原子核或内层电子相互作用而产生X 射线。
测晶体是利用X 射线的衍射。
波可以绕过障碍物继续传播，该现象称为波的衍射。
波在传过程中遇到障碍物时，能够绕过障碍物的边缘，在障碍物的阴影区内继续传播的现象叫波的衍射。
衍射的现象显著与否，是和障碍物的大小与波长之比有关的，当障碍物的宽度远大于波长的时候衍射的现象不明显；若障碍物的宽度和波长差不多的时候，衍射现象就比较明显；当障碍物的宽度小于波长的时候，衍射的现象就会更加的明显。
纳米压痕法测量航空发动机关键材料残余应力的研究进展
罗军;李楠;王曦;刘昌奎
【期刊名称】《材料导报》
【年(卷),期】2024(38)11
【摘要】随着航空发动机的需求日益增加,人们对合金性能的要求也越来越高。
在制造和加工过程中引入的残余拉应力会严重影响合金的力学性能,从而缩短发动机
的服役寿命。
因此,残余应力的测量对发动机的可靠性和安全性起着关键性作用。
本文系统归纳了纳米压痕技术的测量原理,包括接触深度、接触刚度、接触面积、
硬度以及弹性模量的计算,介绍了纳米压痕测量残余应力计算模型(如Suresh、Lee、Xu、Wang、Kim以及Peng等模型)的分析过程,对比了计算模型之间的优缺点,详细综述了纳米压痕理论在航空发动机关键材料(如不锈钢、铝合金、钛合金、镍基
高温合金)残余应力测量中的最新研究进展,总结了残余应力计算模型存在的不足,同时展望了纳米压痕法测量残余应力的发展方向。
【总页数】13页(P216-228)
【作者】罗军;李楠;王曦;刘昌奎
【作者单位】中国航发北京航空材料研究院;航空工业失效分析中心;航空材料检测
与评价北京市重点实验室;中国航空发动机集团材料检测与评价重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TG133
【相关文献】
1.纳米压痕法测量残余应力的研究现状
2.应用纳米压痕法测量电沉积镍镀层残余应力的研究
3.SiC/Al2O3纳米复合材料压痕残余应力压谱法测量研究
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5.纳米压痕法测量等离子喷涂铁基涂层表面的残余应力
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内压对锥柱耐压壳焊接残余应力影响的数值模拟与试验研究张晓飞;李良碧;耿黎明;万正权【摘要】There is generally internal pressure tests for pressure structure before its service, and the residu-al stresses could be changed after the internal pressure tests. The mechanical property would be affected by the variation of the residual stresses. In this paper, a program of the simulation of the welding residual stress-es for a large scale model of cone-cylinder pressure hull is done with APDL of ANSYS firstly, and the ini-tial residual stresses and the variation of residual stresses after tests are calculated; Then, the initial resid-ual stresses and the residual stresses after the internal pressure tests are measured with X-ray nondestruc-tive detection for the large scale model of cone-cylindrical pressure hull. The results of calculation and the test show that the residual tensile stresses decrease constantly on the internal surface with the increase ofthe internal pressure, and the residual compress stresses change little on outer surface;The numerical sim-ulation results are coincident with the test results. The research provides a more over theoretical basis for the mechanical characteristics analysis of pressure structure.%耐压结构在使用前一般都要进行内压试验，经过内压试验后结构的焊接残余应力会发生改变。
金属材料性能对焊接残余应力的影响创新实习报告题目名称金属材料性能对残余应力的影响学院（系）机械工程学院专业班级材料成型及控制工程10801班学生姓名刘孟指导教师张锦洲日期2012/2/27 至2012/3/25目录1.机械性能对焊接残余应力的影响 (3)1.1屈服强度的影响............................................... . (4)1.2弹性模量的影响........................................................... . (5)1.3泊松系数的影响 (6)2. 热力学参数对残余应力的影响………………………………….. ….2.1热导率对残余应力的影响......................................... .. (7)2.2比热容变化对残余应力分布的影响............. .. (8)2.3线胀系数变化对残余应力分布的影响...................... .. (9)2.4焓值变化对残余应力分布的影响...................................... (9)3 一些材料参数的试验方法 (10)2.1弹性模量及泊松比的测量......................................... .. (10)2.2金属热导率的测量............. .. (10)2.3金属线胀系数的测量 (12)4结束语 (13)5参考文献 (14)金属材料的性能对焊接残余应力的影响学生：刘孟 机械工程学院 指导教师：张锦洲 机械工程学院[摘要]焊接作为一种重要的先进制造技术在工业生产和国民经济建设中起着非常重要的作用。
经过几十年的快速发展，目前，焊接已在许多工业部门的金属结构（如建筑钢结构、船体、铁道车辆、压力容器等）制造中几乎全部取消铆接。
微电子机械系统中的残余应力问题ΞRESIDUAL STRESSES IN MICRO2E L ECTRO2MECHANICAL SYSTEMS钱 劲1,2 刘 1 张大成2 赵亚溥1(1.中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室,北京100080)(2.北京大学微电子学研究所,北京100871)QI AN Jin1,2 LIU Cheng1 ZH AN G Dacheng2 ZH AO Y apu1(1.State K ey Laboratory o f Nonlinear Mechanics(LNM),Institute o f MechanicsChinese Academy o f Sciences,Beijing100080,China)(2.Institute o f Microelectronics,Peking Univer sity,Beijing100871,China)摘要 残余应力一直是微系统技术(MST)发展中一个令人关注的问题,它影响着ME MS器件设计、加工和封装的全过程。
文中考虑薄膜中残余应力的起源,介绍测量残余应力的主要方法,并就计算薄膜中残余应力的S toney公式及其推广形式作了详细的讨论,针对微尺度下残余应力对ME MS结构力学行为的影响,例如屈曲和粘附等进行了初步的分析。
关键词 微电子机械系统 残余应力 薄膜 屈曲 粘附 响应频率Abstract Residual stresses in thin films are always a major concern in micromachining technology.In design,fabrication and packaging processes of ME MS,residual stresses all through operate as an in fluential factor.The derivation of residual stresses in thin films is considered in this paper,and s ome measurements are introduced.The S toney formula and its extensions,are discussed to calcu2 late residual stresses in thin films.Residual stresses affect mechanical behavior of microstructures strongly,such as buckling and adhe2 sion of microbeams.K ey w ords Micro2electro2mech anical system;R esidu al stresses;Thin films;Buckling;Adhesion;R esonant frequency Correspondent:ZH AO Yapu,E2mail:yzhao@,Fax:+86210262561284The funding for this project was provided by a subproject of“973Project”entitled M OE MS.C ontract(N o.G199********).Manuscript received20010627,in revised form20010828.1 引言微电子机械系统(ME MS)是指将微机械和IC(Inte2 grate Circuit)集成在一起的,可以完成某种特定功能的系统。
In fl uence of Cutting T echnology on Fluorescence Detection中航工业沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司吴伟东姜绍西张平[摘要]通过对叶片缺陷理化检测分析，确定了叶片的缺陷为铸造显微缩松，经过对叶片缺陷表面的各种加工工艺试验，发现了大磨削切深量对显微缩松的荧光检测灵敏性有一定的影响，其根本原因是在磨削力的作用下，导致缺陷通向检测表面的开口因材料变形而闭合。
而采用无切削力的线切割加工替代粗磨工艺，可以大大降低对荧光检测灵敏性的影响。
关键词：荧光检测缺陷显微缩松叶片[ABS TRACT] Through t he analysis o f t he blade defects chemical and physical test, the defects of the blade for casting is microloose, after all the processing process test of the blade surface defects, the large amount of grind- ing is found the influence on the fluorescent detecting of microloose, the basic reason is under the action of forces in the grinding, defect to the detection of surface open is closed due to deformation of material. So using wire cutting machining without cutting force instead of rough grinding, the defects to surface of the electric processing fl uorescence detection is reduced greatly.Keywords: Fluorescence detection Defect Mi- croloose Blade某机涡轮叶片批产已经几十年，近年来，在零件成品入库前及试车后的荧光检验时，常常发现大量的缺陷，这些缺陷特征与铸造缺陷相近。
超声干磨削对金属材料残余应力影响实验研究陈海锋;唐进元;周群【摘要】The influences of grinding depth,wheel speed,workpiece speed and ultrasonic vibration amplitude on residual stress of 45 steel was studied by ultrasonic assisted grinding using electroplated diamond wheel. The results show that adding ultrasonic vibration can increase the residual compressive stress in dry grinding conditions. The increase of grinding depth and workpiece speed has the beneficial effect on the residual compressive stress increases. And the increase of wheel speed will reduce the residual compressive stress.%采用电镀金刚石砂轮对45钢进行超声干磨削实验，研究了磨削深度、砂轮速度、工件速度和超声振幅对工件表面残余应力的影响。
结果表明：在干磨削工况下，添加超声振动能增大表面残余压应力，磨削深度和工件速度的增加对增大残余压应力有益，而砂轮速度的增大将使残余压应力减小。
【期刊名称】《电加工与模具》【年(卷),期】2016(000)004【总页数】4页(P41-44)【关键词】超声磨削;残余应力;实验研究【作者】陈海锋;唐进元;周群【作者单位】湖南科技大学机电工程学院，湖南湘潭 411201;中南大学高性能复杂制造国家重点实验室，湖南长沙 410083;中南大学高性能复杂制造国家重点实验室，湖南长沙 410083【正文语种】中文【中图分类】TG663超声振动辅助加工是在刀具或工件上添加小幅的高频振动，以达到提高被加工工件表面质量的目的。
