殘餘應力基礎理論及應用（簡體書）

《殘餘應力基礎理論及應用》一書共分7章。第1章系統闡述了殘餘應力的產生機理，並說明了殘餘應力的影響；第2章詳細介紹了磁測法、超聲波法、X射線法和中子衍射法等殘餘應力無損檢測技術；第3章介紹了小孔法、深孔法、切槽法和雲紋干涉法等殘餘應力有損檢測技術；第4章通過各種實例，說明了工程檢測特點；第5章介紹了殘餘應力的調控與消除方法；第6章介紹了各向異性材料殘餘應力；第7章結合殘餘應力的具體工程應用實例，對預拉伸板、噴丸成形、表面強化等殘餘應力加以分析，闡述了殘餘應力的重要作用，並分析了殘餘應力對裂紋萌生和擴展的影響。全書理論、實驗與應用並重，宏觀和微觀相結合，既注重理論體系的完整性，又注重工程實際的應用性，其中介紹的典型零件涵蓋了航空、汽車、核電、軌交、橋樑和化工等領域。本書是一部近年來有關殘餘應力研究的很好的總結，也是一部實用性較強的專業技術工具書。
本書可供從事材料、熱處理、表面工程、交通、航空航天、機械專業的技術人員與科研人員參考閱讀，也可作為高等院校相關專業師生的參考書。

高玉魁，男，同濟大學航空航天與力學學院教授、博士生導師，主要從事航空航天先進材料表層改性及疲勞斷裂研究。其學術兼職有：中國機械工程學會熱處理分會理事，中國機械工程學會表面工程分會委員，中國標準委員會委員，中國有色金屬學會第七屆理化檢驗學術委員會委員，《中國表面工程》《材料熱處理學報》《金屬熱處理》《表面技術》等期刊編委。主持多項國家重點科研項目工作，如激光衝擊作用下金屬材料殘餘應力場的響應規律和強化效應、TWIP鋼軋製過程組織及殘餘應力演化規律研究、鋯合金氧化前噴丸預處理和氧化後緻密化處理試驗等。曾獲中國航空工業集團公司科技進步三等獎(排名第1，2011年)、河北省科技進步三等獎(排名第2，2012年)、熱處理學會“周志宏”青年科技成就獎(2015年)等。

符號表Ⅰ

第1章緒論1
1.1內應力分類1
1.1.1宏觀內應力1
1.1.2微觀內應力2
1.2工程中常見的殘餘應力3
1.2.1焊接殘餘應力3
1.2.2鑄造殘餘應力5
1.2.3切削殘餘應力7
1.2.4磨削殘餘應力8
1.2.5熱處理殘餘應力9
1.2.6薄膜殘餘應力10
1.2.7塗層殘餘應力12
1.3殘餘應力的影響15
1.3.1殘餘應力對變形的影響15
1.3.2殘餘應力對尺寸穩定性的影響18
1.3.3殘餘應力對加工精度的影響19
1.3.4殘餘應力對疲勞性能的影響19
1.3.5殘餘應力對脆性斷裂的影響43
1.3.6殘餘應力對應力腐蝕開裂的影響45
1.3.7殘餘應力對硬度的影響46
1.4殘餘應力檢測技術概況48
參考文獻48

第2章殘餘應力無損檢測技術51
2.1納米壓痕技術51
2.1.1納米壓痕技術的理論方法51
2.1.2納米壓痕技術檢測原理54
2.2拉曼光譜技術62
2.2.1拉曼光譜技術的產生62
2.2.2拉曼光譜的特點63
2.2.3拉曼光譜技術種類63
2.2.4拉曼光譜技術檢測原理65
2.3磁測技術65
2.3.1磁記憶檢測技術65
2.3.2磁噪聲技術68
2.3.3磁應變技術69
2.3.4磁聲發射技術71
2.4超聲波技術74
2.4.1超聲波技術檢測殘餘應力的特點74
2.4.2超聲波技術檢測殘餘應力的發展現狀74
2.4.3超聲波技術檢測原理76
2.4.4超聲波應力檢測系統78
2.5掃描電子聲顯微鏡79
2.5.1掃描電子聲顯微鏡檢測原理79
2.5.2掃描電子聲系統80
2.6X射線衍射技術81
2.6.1布拉格定律81
2.6.2X射線衍射檢測原理81
2.6.3X射線衍射技術檢測殘餘應力的特點84
2.7中子衍射技術85
2.7.1中子衍射技術殘餘應力分析發展現狀85
2.7.2中子衍射技術檢測原理85
2.7.3中子衍射技術檢測殘餘應力的特點86
2.8曲率法檢測技術87
2.8.1曲率法檢測薄膜應力87
2.8.2曲率法檢測塗層殘餘應力88
參考文獻89

第3章殘餘應力有損檢測技術96
3.1機械法96
3.1.1小孔釋放技術96
3.1.2深孔技術100
3.1.3環芯技術102
3.1.4剝層技術104
3.1.5切槽法107
3.2雲紋干涉技術109
3.2.1雲紋干涉的光柵技術110
3.2.2雲紋干涉技術的檢測原理111
3.2.3雲紋干涉技術的實驗方法113
3.2.4雲紋干涉法的發展116
參考文獻118

第4章殘餘應力檢測技術的應用120
4.1無損檢測技術的應用120
4.1.1納米壓痕技術的應用120
4.1.2拉曼光譜技術的應用125
4.1.3磁測技術的應用128
4.1.4超聲技術的應用131
4.1.5X射線衍射技術的應用135
4.1.6中子衍射技術的應用139
4.2有損檢測技術的應用142
4.2.1盲孔檢測技術的應用142
4.2.2環芯檢測技術的應用146
4.2.3雲紋干涉技術的應用149
參考文獻152

第5章殘餘應力的調控與消除156
5.1時效法156
5.1.1自然時效156
5.1.2熱處理時效158
5.1.3振動時效160
5.2機械法164
5.2.1錘擊164
5.2.2過載處理166
5.3爆炸法168
5.3.1爆炸法的原理168
5.3.2爆炸法的工藝設計169
5.3.3爆炸法的特點及優勢171
5.3.4爆炸法對材料性能的影響172
5.3.5爆炸法應用實例173
5.4超聲衝擊技術175
5.4.1超聲衝擊技術的原理176
5.4.2超聲衝擊的設備及效果177
5.4.3超聲衝擊技術的工藝178
5.4.4超聲衝擊技術的優點179
5.4.5超聲波消除焊接殘餘應力的效果179
5.5噴丸強化法180
5.5.1噴丸原理180
5.5.2鋯合金噴丸實例182
5.6激光衝擊法185
5.6.1激光衝擊原理185
5.6.2GH742激光衝擊實例186
5.7孔擠壓強化法190
5.7.1孔擠壓原理190
5.7.2300M超高強度鋼孔擠壓實例190
參考文獻194

第6章各向異性材料殘餘應力197
6.1正交各向異性材料197
6.1.1M12C複合材料性能198
6.1.2M12C複合材料殘餘應力檢測實驗199
6.2帶織構材料205
6.2.1AA2397鋁鋰合金性能205
6.2.2AA2397鋁鋰合金殘餘應力檢測實驗205
6.3單晶材料213
6.3.1理論分析與實驗方法213
6.3.2實驗結果與討論215
參考文獻217

第7章殘餘應力在工程中的應用219
7.1航空領域219
7.1.1航空發動機鈦合金葉片219
7.1.2主起落架上轉軸224
7.1.3GH4169渦輪盤229
7.1.4鋁合金噴丸成形239
7.1.56061鋁合金預拉伸板244
7.2汽車領域247
7.2.1汽車驅動橋殼247
7.2.2汽車發動機氣門彈簧250
7.3核電領域253
7.3.1反應堆壓力容器頂蓋J型接頭253
7.3.2大型核電厚壁結構256
7.4軌道交通領域259
7.4.1高速列車車體鋁合金259
7.4.2軌道交通車輛鋁合金地板262
7.5橋樑領域265
7.5.1觀音岩大橋構件焊縫應力測試265
7.5.2超聲波衝擊消除鋼結構橋樑焊接殘餘應力268
7.6化工領域273
7.6.1P110級石油套管淬火殘餘應力273
7.6.2管道熱開孔殘餘應力276
參考文獻280

附錄X射線衍射殘餘應力測試步驟283

索引324