起重机卷筒体残余应力测量方法

起重机卷筒体是对焊接残余应力和疲劳寿命有很高的要求的大型设备。生产厂家为了有效的消除焊后残余应力会采用了振动时效工艺消除应力。为了研究振动时效工艺的可行性，决定对振前振后卷筒体进行残余应力测量。厂家找到南京聚航，希望我们能够提供相应的产品和方案，经过商讨后，我们决定采用盲孔法测量残余应力。

所需仪器

残余应力测量仪器采用JH-30残余应力检测仪和JHZK残余应力精密钻孔装置。

卷筒体详情

该卷筒体由三节冷卷筒、四块辐板和一个轴头焊接而成，采用埋弧自动焊加工生产而成。

盲孔法测量残余应力过程

对卷筒体的环焊缝和筒体-幅板角焊缝的振动前后的残余应力分别进行测量，根据卷筒体形状和确定的振动方案，选取了22个典型测点（振前11个，振后11个）进行测量，为了有效对比振前和振后的残余应力值，两测点相聚5-10mm，在应力场测点的三向应变花上钻一个直径D=2.0mm，深度H=2.0mm的盲孔，使得构件中残余应力得以松弛，从而记录应变片各项应变，计算出应力。

结果分析

卷筒体环焊缝和筒体一幅板角焊缝均为后期焊缝，由于焊缝较长，焊接后残余应力水平比较高。由得到的数值可以看出，经过振动时效，卷筒体的残余应力平均值下降量为49%；剪应力平均值下降量为66%；焊缝纵向应力下降量为35%，焊缝横向应力下降量为33%。相反筒体的小主应力有所提高，升高量为125%。这说明经过振动时效后的残余应力明显下降，应力分布得到一定程度的均化，构件的稳定性和抗变形能力得到提高。残余应力测量结果数值表明振动时效工艺以达到使残余应力水平下降量大于30%的技术要求。