·374· 北京科技大学学报 1999年第4期 学性能，使产品塑性降低.图7（©）为等效残余应 表面焊接后制成组合试样，本实验应用真空电 力，其在整个横截面上分布是不均匀的，在 子束焊接技术，可以保证熔深≤0.2mm,而且具 辊缝处数值较大.图7(b)为轧件的轴向残余应 有热影响区窄及焊后变形小的特点 力σ：，在辊缝处自由表面附近，轧件沿纵向受 (2)轧制.轧制是在Y型三辊轧机上进行 到较大的拉应力，而在与轧辊的接触面上沿纵 的.采用与表1相同尺寸的孔型，轧制条件为室 向受到较大的压应力，并且在两个面交界处其 温，无润滑状态， 值变化很剧烈，可以看出，在轧制完成以后，轧 (③)实验数据测量.轧制后将组合试样从焊 件辊缝处金属的受力状态比较恶劣， 接处断开，即可观察试样横截面上的网格变形 130130 160 情况（图9）.将试样经体视显徽镜放大后，拍成 190 % 照片，然后经扫描仪制成图像文件，在图像处理 40 10 (b) 软件中可以直接采集网格点的坐标， 100 100 60 10 70 图7轧件的残余应力分布 ()幕效残余应力d,(b)轴向残余应力 3实验研究 为了验证有限元计算结果的准确性，用视 塑性方法进行了实验研究，由于这种方法能够 比较直观地了解金属塑性流动的特性，因此在 图9横戴面网格变形 塑性加工领域，特别是在拉拔、挤压的加工中应 3.2实验结果与分析 用较为广泛.文献[4~]介绍了这种方法在轧制 将试样横截面的变形简化为二维问题来处 中的一些应用.视塑性方法的可靠性与实验精 理.由变形前后网格点坐标的变化可以求出径 度密切相关，尤其是网格的制作和测量精度对 向位移山，及周向位移山.图10为有限元法与实 实验结果的可靠性有着重要的影响.采用了数 验的位移结果比较.有限元计算的结果与实验 控加工技术和激光技术刻制网格以保证网格的 结果是比较接近的.利用多项式拟合法分别拟 精度.在数据采集中使用了计算机图像处理软 合u,一r,山，B,。一r,9的关系.由应变一 件自动读取网格点坐标，提高了实验的精度. 位移的儿何方程可以得到应变分量c,e,E, 3.1实验过程 代入等效应变公式后，可确定横截面的等效应 (1)试样准备.试样材料为加工成8.00 变分布.图1】分别是等效应变和应变分量的分 mm×120mm的普碳钢.将试样在中部沿横向切 布.比较图5与图11，两种方法得到的应变分布 断，并将断面磨光.采用激光加工技术在断面上 规律基本一致，只是在数值上有较大差别，这是 刻制如图8所示的极坐标网格.将两段试样经 由于实验中网格点太少，拟合时误差较大造成 的 ·实测值 —模拟值 图8激光加工的极坐标网格 图10网格点位移的实验结果与模拟结果的比较