无损残余应力测试方法预报矿井提升机主轴断裂

在矿井提升机主轴使用过程中，会发生突然断裂等失效的现象，这是由于疲劳累积损伤、裂纹引起的。目前通过机械日检查、定时分解、可视化和常规的无损检测技术，对其质量进行监测。为了防止事故的发生，检测次数也有所增加。这就不能根据实际情况实现真正的维修，也不能实现以可靠性为中心的维修理念。因此，在宏观裂纹形成前利用无损残余应力测试方法预测航空结构件的突然断裂具有十分重要的意义。

测试残余应力预报矿井提升机主轴疲劳断裂

金属疲劳断裂可分为3个阶段；疲劳阶段、过渡阶段和宏观裂纹扩展阶段。无损探伤手段仅局限于检测已经形成的裂纹。研究表明，金属航空结构件疲劳破坏、断裂是由于应力集中引起了局部塑性变形，应力过大是根本原因。在疲劳损伤累积、裂纹扩展的过程中，局部应力释放；在应力场作用下，零件材料的晶格间距发生变化，卸载后残余应力不可避免地重新分布。因此，残余应力的特征参量基本上可以表征材料的早期损伤、裂纹扩展、断裂和寿命。

残余应力对疲劳强度的影响是复杂的。由于在交变应力作用下残余应力将会发生很大的变化，因此很难研究残余应力与疲劳强度之间的关系，但其影响规律，通过试验还是可以找到的。

残余应力测量方法-磁测法

残余应力测量方法比较多，可分为无损和破损法两大类。

磁弹性检测是属于无损检测方法中的一种，它以磁滞效应、巴克豪森效应为基础检测磁噪声和应力。铁磁材料包含有许多的小磁畴，每一个磁畴都有一个特定的自发磁化方向，各磁畴之间由被称为畴壁的边界分开。在外加交变磁场的作用下，畴壁将发生不可逆移动，会在探测线圈中产生一系列的电脉冲信号，即磁噪声；铁磁材料在外加磁场的作用下具有磁致伸缩效应，当畴壁产生磁噪声时，会产生体积应变，能量以弹性波的形式释放出来，若把压电晶体传感器置于交变磁化的样品表面，即可检测到一系列的声脉冲所激励的信号，称为磁声发射。两种信号都与材料的显微组织结构和表面应力状态有关，因此可用于检测残余应力、组织结构、表面缺陷等。

矿井提升机主轴结构失效引起的一些灾难性事故，从现象上看是突变断裂，但实质上是由于应力过大引发的疲劳累计损伤造成的，疲劳累计损伤和材料的位错密度、磁噪声、次发射信号都与残余应力有关，所以对矿井提升机主轴进行残余应力测量是很有必要性的。