伸縮臂是鑿巖臺車的主要承載部件，在工作中,它不僅要支承鑿巖臺車伸縮臂上各部件的重量，還要承受油缸的驅(qū)動載荷、巖石通過減震裝置傳遞的支反力、緩沖力和工作載荷等的作用。伸縮臂對保證鑿巖臺車整機使用壽命和可靠性方面起著非常重要的作用，但在使用中鑿巖臺車伸縮臂常達不到預期的使用壽命，出現(xiàn)裂紋和斷裂現(xiàn)象，嚴重影響了鑿巖臺車的使用壽命和工作可靠性。因此，對伸縮臂進行殘余應力測試是很重要的。本文采用鉆孔法測殘余應力，分析研究殘余應力對鑿巖臺車伸縮臂的強度的影響。

試件介紹

測試前，將鑿巖臺車伸縮臂試件外表面打磨光滑，使試件表面的初始應力均勻分布；選擇便于加載的伸縮臂試件部位施加載荷，預制殘余應力和用鉆孔法測殘余應力；鑿巖臺車伸縮臂材料為16Mn，彈性模量E=210GPa，屈服極限=296MPa，泊松比μ=0.33.

預制殘余應力

鑿巖車伸縮臂材料為16Mn，由材料的σ-ε曲線可知，欲使試件產(chǎn)生1200με，給試件加載預制殘余應力時應注意，F(xiàn)必須足以達到使材料屈服，但是F又不能太大，以避免試件破壞。實驗中用*能試驗機施加載荷，用測量傳感器測量加載力，用靜態(tài)應變儀測量測點的應變。

殘余應力測試

鉆孔法測殘余應力可分為通孔和盲孔二種方式。一般對于薄壁零件采用通孔，本實驗采用該種方法。

我們用一組不同直徑的鉆頭對試件表明的殘余應變作了測試，得到ε_a、ε_b、ε_c三個方向的應變值與鉆孔直徑的關(guān)系如表

表1是剛鉆完孔后所測得的應變和冷卻后穩(wěn)定的應變值與鉆孔直徑之間的關(guān)系。從上述數(shù)據(jù)可以得到結(jié)論：隨著鉆孔直徑的增大，應變值隨之增大，在鉆孔直徑較小時，應變值隨直徑的變化比較緩慢。但當鉆孔直徑大于4.5mm時，應變值就急劇上升，顯然這時用鉆孔法測得的應變值已不能反映試件本身由于鉆孔后所釋放的殘余應變情況，而更多地反映了鉆削力和鉆削熱所引起的應變情況。因此，選擇較小直徑的鉆頭可以確保測試的精度。但是鉆孔直徑又不能太小，否則所釋放的應變值將會很小，達不到實驗的目的。經(jīng)反復實驗，我們在試驗中選擇的鉆頭直徑為3.5mm，選取r=3.0mm。

結(jié)論

1. 用鉆孔法測試鑿巖車伸縮臂表面的殘余應力，其影響誤差的因素有很多的，其中對鉆孔直徑的選擇是非常重要的。根據(jù)本次實驗結(jié)果，對薄壁零件鉆孔的鉆頭直徑可取壁厚1-1.2倍，本次實驗中采用的鉆頭直徑是3.5mm，是壁厚的1.19倍。

2. 由表2可知，實驗求得的殘余應力值是49.6MPa，而由理論分析求得的殘余應力值是54.5MPa，因此可以求得用鉆孔法測試鑿巖臺車的殘余應力與彈塑性理論計算的殘余應力相差11%左右。所以鉆孔法測殘余應力在鑿巖臺車上的應用是可行的。