復合材料因其重量輕、耐腐蝕、強度高等優(yōu)點，廣泛的應用于工業(yè)、國防等各個領域。其制作工藝就是將幾種成分的材料復合在一起，攪拌均勻后，通過加熱、壓制成型。根據(jù)需要，可壓制成板材、棒材、管材等。由于復合材料在加工過程中，是在擠壓應力作用下成型的，材料內(nèi)部的應力往往釋放的不是很徹底，或多或少的存在殘余應力，給材料的使用留下隱患。當復合材料加工成零件或構件時，這些零部件在使用過程中其表面會產(chǎn)生變形，對零件的精度、使用壽命等造成影響。所以有必要對復合材料進行殘余應力測試。
本文主要是對某公司生產(chǎn)的碳纖維增強復合材料板進行殘余應力測試，試驗方法采用盲孔法。盲孔法是目前測量零件殘余應力最常用的方法之一。其工作原理就是在有殘余應力的部位鉆一個小孔，因小孔附近的殘余應力被釋放，孔區(qū)附近的殘余應力場發(fā)生變化，只要測出該局部區(qū)域的應變變化量，即可計算出鉆孔處釋放前的殘余應力值。
殘余應力測試方法
復合材料板厚3.5mm，板長200mm，板寬150mm。電阻應變片采用JHBX-3C應變片，粘貼膠水為JH-496。測試儀器采用南京聚航科技有限公司的JHMK殘余應力測試系統(tǒng)，由JHYC靜態(tài)應變儀和JHZK鉆孔裝置組成。軟件進行設置后，自動實時計算殘余應力，并實時顯示和保存應力應變數(shù)值，測量直觀明了，精度高。
按照電阻應變片粘貼工藝在復合材料板上粘貼電阻應變片，貼片自然干燥24小時后進行試驗。將各測點電阻應變片導線與JHYC靜態(tài)應變儀連接，然后進行鉆孔，小孔孔徑1.5mm，孔深2.0mm，鉆孔完畢后，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，記錄其應變數(shù)值。
各測點殘余應力計算結果見表1。
測點號 | 應力（MPa） | 測點號 | 應力（MPa） |
1 | 2.304 | 11 | 2.56 |
2 | 1.536 | 12 | 1.92 |
3 | 2.048 | 13 | 1.792 |
4 | 2.432 | 14 | 2.43 |
5 | 2.176 | 15 | 3.712 |
6 | 3.328 | 16 | 1.664 |
7 | 1.792 | 17 | 2.304 |
8 | 2.688 | 18 | 2.56 |
9 | 2.816 | 19 | 2.68 |
10 | 3.456 | 20 | 1.40 |
本次實驗采用盲孔法對復雜材料進行殘余應力測試，試驗結果表明方法是可行。測出各測點的應變值：最大殘余應力發(fā)生在15號測點，應力為3.712MPa；最小應變發(fā)生在20號測點，應力為1.40MPa。
