金属材料应力应变测试

(1)应力概念

通常讲，一个物体，在没有外力和外力矩作用、温度达到平衡、相变已经终止的条件下，其内部仍然存在并自身保持平衡的应力叫做内应力。按照德国学者马赫劳赫提出的分类方法，内应力分为三类:
第1类内应力是存在于材料的较大区域(很多晶粒)内，并在整个物体各个截面保持平衡的内应力。当一个物体的第1类内应力平衡和内力矩平衡被破坏时，物体会产生宏观的尺寸变化。第Ⅱ类内应力是存在于较小范围(一个晶粒或晶粒内部的区域)的内应力。
第Ⅲ类内应力是存在于极小范围(几个原子间距)的内应力。
在工程上通常所说的残余应力就是第1类内应力。到目前为止，第1类内应力的测量技术Zui为完善，它们对材料性能和构件质量的影响也研究得Zui为透彻。除了这样的分类方法以外，工程界也习惯于按产生残余应力的工艺过程来归类和命名，例如铸造应力、焊接应力、热处理应力、磨削应力、喷丸应力等等，而且一般指的都是第1类内应力。

(2)应力作用
机械零部件和大型机械构件中的残余应力对其疲劳强度、抗应力腐蚀能力、尺寸稳定性和使用寿命有着十分重要的影响。适当的、分布合理的残余压应力可能成为提高疲劳强度、提高抗应力腐蚀能力，从
而延长零件和构件使用寿命的因素;而不适当的残余应力则会降低疲劳强度，产生应力腐蚀，失去尺寸精度，甚至导致变形、开裂等早期失效事故。
(3) 应力的产生在机械制造中，各种工艺过程往往都会产生残余应力。但是，如果从本质上讲，产生残余应力的原因可以归结为:
1.不均匀的塑性变形;
2.不均匀的温度变化;
3.不均匀的相变