在礦井提升機主軸使用過程中，會發(fā)生突然斷裂等失效的現(xiàn)象，這是由于疲勞累積損傷、裂紋引起的。目前通過機械日檢查、定時分解、可視化和常規(guī)的無損檢測技術(shù)，對其質(zhì)量進行監(jiān)測。為了防止事故的發(fā)生，檢測次數(shù)也有所增加。這就不能根據(jù)實際情況實現(xiàn)真正的維修，也不能實現(xiàn)以可靠性為中心的維修理念。因此，在宏觀裂紋形成前利用無損殘余應(yīng)力測試方法預(yù)測航空結(jié)構(gòu)件的突然斷裂具有十分重要的意義。

測試殘余應(yīng)力預(yù)報礦井提升機主軸疲勞斷裂

金屬疲勞斷裂可分為3個階段；疲勞階段、過渡階段和宏觀裂紋擴展階段。無損探傷手段僅局限于檢測已經(jīng)形成的裂紋。研究表明，金屬航空結(jié)構(gòu)件疲勞破壞、斷裂是由于應(yīng)力集中引起了局部塑性變形，應(yīng)力過大是根本原因。在疲勞損傷累積、裂紋擴展的過程中，局部應(yīng)力釋放；在應(yīng)力場作用下，零件材料的晶格間距發(fā)生變化，卸載后殘余應(yīng)力不可避免地重新分布。因此，殘余應(yīng)力的特征參量基本上可以表征材料的早期損傷、裂紋擴展、斷裂和壽命。

殘余應(yīng)力對疲勞強度的影響是復(fù)雜的。由于在交變應(yīng)力作用下殘余應(yīng)力將會發(fā)生很大的變化，因此很難研究殘余應(yīng)力與疲勞強度之間的關(guān)系，但其影響規(guī)律，通過試驗還是可以找到的。

殘余應(yīng)力測量方法-磁測法

殘余應(yīng)力測量方法比較多，可分為無損和破損法兩大類。

磁彈性檢測是屬于無損檢測方法中的一種，它以磁滯效應(yīng)、巴克豪森效應(yīng)為基礎(chǔ)檢測磁噪聲和應(yīng)力。鐵磁材料包含有許多的小磁疇，每一個磁疇都有一個特定的自發(fā)磁化方向，各磁疇之間由被稱為疇壁的邊界分開。在外加交變磁場的作用下，疇壁將發(fā)生不可逆移動，會在探測線圈中產(chǎn)生一系列的電脈沖信號，即磁噪聲；鐵磁材料在外加磁場的作用下具有磁致伸縮效應(yīng)，當(dāng)疇壁產(chǎn)生磁噪聲時，會產(chǎn)生體積應(yīng)變，能量以彈性波的形式釋放出來，若把壓電晶體傳感器置于交變磁化的樣品表面，即可檢測到一系列的聲脈沖所激勵的信號，稱為磁聲發(fā)射。兩種信號都與材料的顯微組織結(jié)構(gòu)和表面應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)，因此可用于檢測殘余應(yīng)力、組織結(jié)構(gòu)、表面缺陷等。

礦井提升機主軸結(jié)構(gòu)失效引起的一些災(zāi)難性事故，從現(xiàn)象上看是突變斷裂，但實質(zhì)上是由于應(yīng)力過大引發(fā)的疲勞累計損傷造成的，疲勞累計損傷和材料的位錯密度、磁噪聲、次發(fā)射信號都與殘余應(yīng)力有關(guān)，所以對礦井提升機主軸進行殘余應(yīng)力測量是很有必要性的。