伸縮臂是鑿巖臺車的主要承載部件,，在工作中,它不僅要支承鑿巖臺車伸縮臂上各部件的重量,，還要承受油缸的驅(qū)動載荷,、巖石通過減震裝置傳遞的支反力,、緩沖力和工作載荷等的作用。伸縮臂對保證鑿巖臺車整機(jī)使用壽命和可靠性方面起著非常重要的作用,，但在使用中鑿巖臺車伸縮臂常達(dá)不到預(yù)期的使用壽命,，出現(xiàn)裂紋和斷裂現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了鑿巖臺車的使用壽命和工作可靠性,。因此,，對伸縮臂進(jìn)行殘余應(yīng)力測試是很重要的。本文采用鉆孔法測殘余應(yīng)力,，分析研究殘余應(yīng)力對鑿巖臺車伸縮臂的強(qiáng)度的影響,。

試件介紹

測試前，將鑿巖臺車伸縮臂試件外表面打磨光滑,，使試件表面的初始應(yīng)力均勻分布,；選擇便于加載的伸縮臂試件部位施加載荷，預(yù)制殘余應(yīng)力和用鉆孔法測殘余應(yīng)力；鑿巖臺車伸縮臂材料為16Mn,，彈性模量E=210GPa,，屈服極限=296MPa，泊松比μ=0.33.

預(yù)制殘余應(yīng)力

鑿巖車伸縮臂材料為16Mn,，由材料的σ-ε曲線可知,，欲使試件產(chǎn)生1200με，給試件加載預(yù)制殘余應(yīng)力時(shí)應(yīng)注意,，F(xiàn)必須足以達(dá)到使材料屈服,，但是F又不能太大，以避免試件破壞,。實(shí)驗(yàn)中用*能試驗(yàn)機(jī)施加載荷,，用測量傳感器測量加載力，用靜態(tài)應(yīng)變儀測量測點(diǎn)的應(yīng)變,。

殘余應(yīng)力測試

鉆孔法測殘余應(yīng)力可分為通孔和盲孔二種方式,。一般對于薄壁零件采用通孔，本實(shí)驗(yàn)采用該種方法,。

我們用一組不同直徑的鉆頭對試件表明的殘余應(yīng)變作了測試,，得到ε_a、ε_b,、ε_c三個(gè)方向的應(yīng)變值與鉆孔直徑的關(guān)系如表

表1是剛鉆完孔后所測得的應(yīng)變和冷卻后穩(wěn)定的應(yīng)變值與鉆孔直徑之間的關(guān)系,。從上述數(shù)據(jù)可以得到結(jié)論：隨著鉆孔直徑的增大，應(yīng)變值隨之增大,，在鉆孔直徑較小時(shí),，應(yīng)變值隨直徑的變化比較緩慢。但當(dāng)鉆孔直徑大于4.5mm時(shí),，應(yīng)變值就急劇上升,，顯然這時(shí)用鉆孔法測得的應(yīng)變值已不能反映試件本身由于鉆孔后所釋放的殘余應(yīng)變情況,，而更多地反映了鉆削力和鉆削熱所引起的應(yīng)變情況,。因此，選擇較小直徑的鉆頭可以確保測試的精度,。但是鉆孔直徑又不能太小,，否則所釋放的應(yīng)變值將會很小，達(dá)不到實(shí)驗(yàn)的目的,。經(jīng)反復(fù)實(shí)驗(yàn),，我們在試驗(yàn)中選擇的鉆頭直徑為3.5mm，選取r=3.0mm,。

結(jié)論

1. 用鉆孔法測試鑿巖車伸縮臂表面的殘余應(yīng)力,，其影響誤差的因素有很多的，其中對鉆孔直徑的選擇是非常重要的。根據(jù)本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果,，對薄壁零件鉆孔的鉆頭直徑可取壁厚1-1.2倍,，本次實(shí)驗(yàn)中采用的鉆頭直徑是3.5mm，是壁厚的1.19倍,。

2. 由表2可知,，實(shí)驗(yàn)求得的殘余應(yīng)力值是49.6MPa，而由理論分析求得的殘余應(yīng)力值是54.5MPa,，因此可以求得用鉆孔法測試鑿巖臺車的殘余應(yīng)力與彈塑性理論計(jì)算的殘余應(yīng)力相差11%左右,。所以鉆孔法測殘余應(yīng)力在鑿巖臺車上的應(yīng)用是可行的。