ICS 77.040.10 H22 GB 中华人民共和国国家标准 GB/T 31218—2014 金属材料 残余应力测定 全释放应变法 Metallic materialsDetermination of residual stress- Sectioning relaxation strain-gage method 2014-09-30发布 2015-05-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 发布 中国国家标准化管理委员会 GB/T 31218—2014 目 次 前 范围 规范性引用文件 3 术语和定义 符号和说明 原理 设备和应变计 测量步骤 误差分析 测量报告 9 附录A（资料性附录） 电阻应变计测量应变方法 附录B（资料性附录） 电阻应变计测量（焊缝）三向残余应力的方法 R-N切割法及其修正程序 参考文献 13 GB/T 31218—2014 前言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准由中国钢铁工业协会提出。 本标准由全国钢标准化技术委员会（SAC/TC183）归口。 本标准起草单位：武汉钢铁（集团）公司、中国科学院金属研究所、深圳万测试验设备有限公司、海军 工程大学。 本标准主要起草人：李荣锋、陈怀宁、余立、薛欢、彭文杰、刘冬、祝洪川、安建平、朱利洪、侯海量、 汪选国。 I GB/T 31218—2014 金属材料残余应力测定 全释放应变法 1 范围 本标准规定了采用全释放法测定金属材料表面残余应力的术语和定义、符号和说明、原理、测量设 备、测量步骤、试验报告。 本标准适用于各种金属材料一定体积单元内的平均宏观残余应力的测定。 规范性引用文件 2 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T13992—2010金属粘贴式电阻应变计 JJG623电阻应变仪 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 释放应变 relaxed strain Ae 在试件被切割后，由于原始残余应力场的释放导致的应变变化量。 4符号和说明 本标准使用的符号及说明见表1。 表1符号和说明 符号 说明 单位 E 被测材料的弹性模量 MPa β 最大应变与最大主应力的夹角，逆时针为正 () Ae 释放应变 应变计上应变栅1的释放应变 e2 应变计上应变栅2的释放应变 es 应变计上应变栅3的释放应变 被测材料的泊松比 V MPa 沿应变计1方向的残余应力 1 GB/T31218—2014 表1(续) 符号 说明 单位 沿应变计3方向的残余应力 MPa 沿方向的残余应力（主应力方向） MPa 沿方向的残余应力（主应力方向） MPa ay 5原理 在含有残余应力的试件中（如焊接试板），由于材料的整体性经分割切块后，原切割试件中残余应力 就要发生变化（所谓的应力释放，见图1），导致试块的尺寸也要发生相应变化：拉应力区材料缩短，压应 力区材料伸长。这种缩短或伸长的变化量可以由长度敏感的测试元件获得，如电阻应变计或机械引伸 仪，测得的相对长度变化量就是应变变化，即释放应变。附录A介绍了电阻应变计测量应变方法 释放应变与残余应力的关系始终满足虎克定律，根据一 一维和二维应力场（由不同类型的应变计获 得），采用7.8中相应的计算公式即可求出最终的残余应力大小。在附录B推荐了三维应力场的测量 方法。 焊缝 切割线1 切割线2~切割线7 中中中中中 应变计 切制线8 图1全释放应变法测量残余应力示意图 6设备和应变计 6.1应变记录仪 应变仪至少应满足JJG623中的1.0级要求，并应经计量部门定期检定。连接应变计和应变仪的 导线应尽量短，一般不应超过10m。 6.2应变计 6.2.1宜选用图2所示的单向、双向或三向应变计。图2c)中敏感栅1和敏感栅3成90°敏感栅2与 敏感栅1成45或135°。常用的应变计为常温箔式应变计（花），电阻值为1202或60Q2。 6.2.2为了测量的方便性和准确性，所选用的应变计（花）外形基底尺寸不宜太大，长宽尺寸推荐5mm ～~10mm；敏感栅的长宽尺寸为1mm~3mm。 2