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鋼軌在軋制、矯直、處理等工藝過程中，都會產(chǎn)生宏觀殘余應(yīng)力。該殘余應(yīng)力對鋼軌的機(jī)械性能和其他一些方面都有很大的影響。為此，我們要對鋼軌進(jìn)行殘余應(yīng)力測試。經(jīng)雙方商討研究后，決定采用切割殘余應(yīng)力測試方法。

殘余應(yīng)力測試儀器

選用聚航科技生產(chǎn)的JHYC靜態(tài)應(yīng)變儀，應(yīng)變片電阻值選取120±0.25Ω，靈敏系數(shù)2.19。

殘余應(yīng)力測試方法過程

取試樣全長1米，在其中間0.5米處劃線。用砂輪、砂紙去除劃線的貼應(yīng)變片處的銹蝕層，打磨達(dá)到貼應(yīng)變片的光潔度要求。然后劃線，定位應(yīng)變片。用膠水將應(yīng)變片粘貼好后，用405硅橡膠密封應(yīng)變片，而后干燥24小時，再焊接測量屏蔽線。電阻應(yīng)變儀和應(yīng)變片連接好后，應(yīng)變儀凋零。然后，在貼應(yīng)變片處切取30mm厚的樣塊，切下后立即接測量線，一小時后開始測量各點的應(yīng)變值，然后連續(xù)測量20多小時。

鋼軌表面存在縱橫方向，因橫向殘余應(yīng)力很小，我們忽略不計。所以σ_縱=Eε_縱。釋放殘余應(yīng)變與原鋼軌總殘留的應(yīng)變方向相反，故鋼軌實際殘余應(yīng)力σ=-Eε，E=2.058*10⁵N/mm².

測試數(shù)據(jù)分析及討論

從測試得到的數(shù)據(jù)來看，殘余應(yīng)力測試是成功的。這里主要討論釋放應(yīng)變時效問題。切割2-3小時，測量應(yīng)變大部分基本穩(wěn)定，切割后3小時與7.5小時，測量應(yīng)變相差為0-30με，只有3個點差值為30με，其余均很小或沒有變化。相應(yīng)應(yīng)力相差（0-5.9）N/mm²，其應(yīng)變相對誤差（0.6-6.4）%之間。絕大多數(shù)點釋放應(yīng)變，隨時間延長是上升的趨勢，有的點應(yīng)變釋放，隨時間延長有升有降，只有四個點應(yīng)變一直是降的趨勢，且是負(fù)應(yīng)變。

我們認(rèn)為，這些現(xiàn)象的原因是多種的。鋼軌斷面形狀不規(guī)則，斷面殘余應(yīng)力分布既沒有規(guī)律性，也不均勻。我們測的是表面殘余應(yīng)力，而表面殘余應(yīng)力的釋放，是受心部殘余應(yīng)力和表面其他各點殘余應(yīng)力釋放的影響的，因為整個斷面是連續(xù)的彈性體。

結(jié)論

采用切割殘余應(yīng)力測試方法檢測形狀不規(guī)則鋼體表面的殘余應(yīng)力是可行的。我們建議測該種狀況鋼軌的殘余應(yīng)力，在切割后2-3小時即可。這時才是鋼軌斷面表面各點的真實殘余應(yīng)力。