张 振，苏国跃

(中国科学院金属研究所，沈阳110086，E-mail:zzhang@imr.ac.cn)

强旋薄壁管材z-θ向残余剪应力的测量方法

张 振，苏国跃

(中国科学院金属研究所，沈阳110086，E-mail:zzhang@imr.ac.cn)

为建立旋压薄壁管材残余剪切应力的测量方法，并估算强旋2024Al样品管的残余应力，沿单侧纵向切开管段并测量了变形.对变形进行简化的基础上，以弹性力学方法推导出了残余剪切应力的算式，并计算了样品管材的残余应力大小.结果表明：样品管材存在显著的z－θ向残余剪切应力，应力的大小与切口两侧的轴向错开量成正比，应力沿壁厚的分布接近线性，最大值位于管材内表面;本文建立的方法，可用于测量旋压管材的z－θ向剪切残余应力.

强旋;管材;残余剪切应力

强力旋压制备管材时，变形区呈点状，运动轨迹为螺旋线，其变形不满足轴对称条件，此时形成的残余应力不仅包括沿坐标方向的正应力、轴向的剪切应力，还应包圆周方向的剪切应力［1］.估算薄壁管材周向残余正应力［2－3］和轴向残余正应力［4］的近似测量法，已广泛应用［5－11］.强旋管材沿轴向切开后断口两侧相互错开［11］、取轴向管剖条时出现侧弯［12］都表明残余剪切应力的存在，但尚没有残余剪切应力的估算方法.

本文根据旋压管材切开后剪切变形的特点，应用弹性力学建立了表面残余剪切应力与变形的定量关系，并据此求得所制管材的残余剪切应力，并分析了产生的原因.

1 实验

对强旋2024Al—Φ 115×1.7薄壁管材，在电火花线切割机上分别切取高度为 2、10和20 mm的管段……