地址410083湖南省長(zhǎng)沙市岳麓區(qū)麓山南(72)發(fā)明人龔海張龍鐘掘張濤吳運(yùn)新(普通合伙)43234一種大尺寸環(huán)筒件深部殘余應(yīng)力中子衍射及一種大尺寸環(huán)筒件深部殘余應(yīng)力中子衍射測(cè)軸向間隔設(shè)置，壓輥沿環(huán)筒件軸向設(shè)置于其內(nèi)定與軸向應(yīng)變測(cè)試點(diǎn)快速切換，提升測(cè)試效率、否是21.一種大尺寸環(huán)筒件深部殘余應(yīng)力中子衍射測(cè)試方法，其特征在于，包括以下步驟：S1、根據(jù)待測(cè)試的環(huán)筒件周向、軸向和徑向三個(gè)測(cè)試方向的結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)，分別計(jì)算環(huán)筒件在三個(gè)測(cè)試方向上的理論最大光程，通過(guò)比較三個(gè)測(cè)試方向上的理論最大光程與中子束對(duì)所述環(huán)筒件的最大穿透深度，判斷所述環(huán)筒件在這三個(gè)測(cè)試方向上是否存在測(cè)試盲區(qū)；對(duì)于不存在測(cè)試盲區(qū)的方向，則直接進(jìn)行中子衍射測(cè)試；對(duì)于存在測(cè)試盲區(qū)的方向，進(jìn)行下一步的判斷；S2、對(duì)所述環(huán)筒件上存在有測(cè)試盲區(qū)的方向，計(jì)算各待測(cè)點(diǎn)在該方向的實(shí)際光程，比較各待測(cè)點(diǎn)在該方向的實(shí)際光程與中子束對(duì)所述環(huán)筒件的最大穿透深度，判斷各待測(cè)點(diǎn)是否為測(cè)試盲點(diǎn)，最終確定所述環(huán)筒件在存在測(cè)試盲區(qū)方向的所有測(cè)試盲點(diǎn)；對(duì)于測(cè)試盲區(qū)方向的非測(cè)試盲點(diǎn)，則直接進(jìn)行中子衍射測(cè)試；對(duì)于測(cè)試盲區(qū)方向的非測(cè)試盲點(diǎn)，進(jìn)行下一步S3、對(duì)所述環(huán)筒件上存在有測(cè)試盲區(qū)方向的測(cè)試盲點(diǎn)，判斷其在周向方向的實(shí)際光程是否滿足特定條件；若滿足特定條件，則采取旋轉(zhuǎn)偏移法進(jìn)行測(cè)試；若不滿足特定條件，則采取鉆孔輔助法進(jìn)行測(cè)試。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深部殘余應(yīng)力中子衍射測(cè)試方法，其特征在于，所述步驟S1中，對(duì)所述環(huán)筒件上某個(gè)待測(cè)點(diǎn)在某測(cè)試方向上進(jìn)行衍射測(cè)試的光路為：中子入射束與中子衍射束交點(diǎn)在待測(cè)點(diǎn)上，中子入射束與中子衍射束夾角為90°,中子入射束與中子衍射束夾角角平分線方向指向測(cè)試方向的測(cè)試光路；測(cè)量所述環(huán)筒件周向應(yīng)力和徑向應(yīng)力時(shí)，中子入射束與衍射束所在面平行于所述環(huán)筒件的兩側(cè)端面；測(cè)量所述環(huán)筒件軸向應(yīng)力時(shí)，中子入射束與衍射束所在面垂直于所述環(huán)筒件的兩側(cè)端面。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深部殘余應(yīng)力中子衍射測(cè)試方法，其特征在于，所述步驟S1中，所述環(huán)筒件在三個(gè)測(cè)試方向上的理論最大光程的計(jì)算表達(dá)式為：上式中，R為環(huán)筒件的外徑半徑，B為環(huán)筒件的壁厚，1為環(huán)筒件的軸向長(zhǎng)度，分別對(duì)應(yīng)環(huán)筒件在軸向、周向和徑向上的理論最大光程。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的深部殘余應(yīng)力中子衍射測(cè)試方法，其特征在于，所述步驟S1中，判斷環(huán)筒件各方向是否存在測(cè)試盲區(qū)的方法為：將計(jì)算獲得的各方向的理論最大光程與中子束對(duì)所述環(huán)筒件的最大穿透深度M穿max進(jìn)行對(duì)比，若某方向上的理論最大光程大5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的深部殘余應(yīng)力中子衍射測(cè)試方法，其特征在于，所述步驟S2中36.根據(jù)權(quán)利要求5所述的深部殘余應(yīng)力中子衍射測(cè)試方法，其特征在于，所述步驟S2與測(cè)試譜儀中子束對(duì)所述環(huán)筒件的最大穿透深度M穿max對(duì)比，若待測(cè)點(diǎn)在某方向的實(shí)際7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的深部殘余應(yīng)力中子衍射測(cè)試方法，其特征在于，所述步驟S3中，所述特定條件為：若所述環(huán)筒件在周向上存在測(cè)試盲點(diǎn)，且測(cè)試盲點(diǎn)滿足M穿max≤0.199M穿max,則確定測(cè)試盲點(diǎn)可采取旋轉(zhuǎn)偏移法減小光程，實(shí)現(xiàn)該待測(cè)點(diǎn)可首先，增大中子衍射波長(zhǎng)，使得中子衍射角增大a,中子入射束與中子衍射束的夾角減上式中，為該測(cè)試盲點(diǎn)采用旋轉(zhuǎn)偏移法后環(huán)針對(duì)某方向上的測(cè)試盲點(diǎn)，在其測(cè)試光路入射和出射環(huán)筒件處分別鉆設(shè)第一孔和第二孔，所述第一孔和第二孔的半徑為5~10mm,所述第一孔和和所述第二孔的深度關(guān)系由下述45技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明屬于殘余應(yīng)力檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種大尺寸環(huán)筒件深部殘余應(yīng)力中子衍射測(cè)試工裝和方法。背景技術(shù)[0002]殘余應(yīng)力是指沒(méi)有外部載荷作用時(shí)，材料內(nèi)部仍存在的自相平衡的應(yīng)力狀態(tài)，構(gòu)件在制造的各個(gè)環(huán)節(jié)，例如鍛造/鑄造、熱處理或機(jī)加工時(shí)，引入各類應(yīng)力長(zhǎng)期存在于構(gòu)件內(nèi)部，并隨著構(gòu)件材料移除或外部載荷的施加釋放，造成變形或者損傷破壞，嚴(yán)重威脅構(gòu)件的正常使用狀態(tài)與長(zhǎng)期服役壽命，對(duì)構(gòu)件內(nèi)部殘余應(yīng)力的準(zhǔn)確評(píng)估與測(cè)量十分重要。[0003]中子衍射技術(shù)是唯一一種具備高精度、高分辨率、能測(cè)深部應(yīng)力的無(wú)損應(yīng)力測(cè)試技術(shù)，它通過(guò)中子束穿透構(gòu)件內(nèi)部，測(cè)量構(gòu)件內(nèi)部的晶面間距，從而求得精準(zhǔn)的構(gòu)件深部應(yīng)[0004]掌握構(gòu)件深部應(yīng)力能夠?yàn)闃?gòu)件服役性能評(píng)估與延壽提供真實(shí)有效的數(shù)據(jù)，為構(gòu)件的性能提升提供支撐。近年來(lái)，中子衍射技術(shù)測(cè)量國(guó)家關(guān)鍵領(lǐng)域構(gòu)件深部應(yīng)力的需求不斷增長(zhǎng)，特別是以環(huán)筒結(jié)構(gòu)為代表的大尺寸結(jié)構(gòu)件，例如：運(yùn)載火箭燃[0005]中子衍射技術(shù)測(cè)量大型環(huán)筒件深部應(yīng)力時(shí)，需事先解決測(cè)得到與測(cè)得快的問(wèn)題。具體地：中國(guó)原子能科學(xué)研究院研制的工程科學(xué)應(yīng)力譜儀為例，對(duì)鋁合金的最大穿透深度僅205mm,對(duì)于大尺寸或厚壁的環(huán)筒件而言，在測(cè)試部分角度和區(qū)域時(shí)，中子光路穿過(guò)材料深度過(guò)大，應(yīng)堆提供，儀器及配套年總運(yùn)營(yíng)成本達(dá)數(shù)千萬(wàn)美元，全球能夠提供中子衍射應(yīng)力測(cè)設(shè)的設(shè)備僅十多臺(tái)),在測(cè)試時(shí)，需要測(cè)量環(huán)筒件不同方向、不同圓截面及不同徑向路徑上的測(cè)試定工件和繞軸線調(diào)整角度困難，測(cè)試效率低，極大浪費(fèi)了測(cè)試機(jī)時(shí)，無(wú)法滿足實(shí)際需要。[0007]目前，在殘余應(yīng)力檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，已報(bào)道有油氣管道、核電管路等環(huán)筒件中子衍射應(yīng)力測(cè)試工作，但缺乏針對(duì)此類工件可調(diào)角度固定工裝、深部應(yīng)力場(chǎng)輔助測(cè)試方法及測(cè)試流程優(yōu)化方案的報(bào)道。與本發(fā)明相關(guān)的專利，例如公開(kāi)號(hào)為CN115575426A的發(fā)明專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種基于中子衍射的大型構(gòu)件殘余應(yīng)力測(cè)試平臺(tái)及其實(shí)驗(yàn)方法，其中提供了盤(pán)類構(gòu)件的中子衍射測(cè)試固定工裝，但該固定工裝無(wú)法對(duì)無(wú)軸心的環(huán)筒件進(jìn)行固定。[0008]因此，亟需面向大尺寸環(huán)筒件提出深部殘余應(yīng)力中子衍射測(cè)試工裝和方法，將有助解決其大型環(huán)筒件深部殘余應(yīng)力中子衍射測(cè)試中問(wèn)題，為結(jié)構(gòu)相近的柱體、盤(pán)類等工件深部應(yīng)力測(cè)試提供指導(dǎo)。6發(fā)明內(nèi)容[0009]本發(fā)明的目的在于提供一種大尺寸環(huán)筒件深部殘余應(yīng)力中子衍射測(cè)試工裝和方法，便于環(huán)筒件中子衍射測(cè)試時(shí)側(cè)向固定工件和繞軸線調(diào)整角度，以及深部殘余應(yīng)力測(cè)試時(shí)測(cè)試盲點(diǎn)的預(yù)估與測(cè)試，能夠提升測(cè)試效率、解決盲點(diǎn)無(wú)法測(cè)試問(wèn)題，滿足大型環(huán)筒件深部殘余應(yīng)力中子衍射測(cè)試的實(shí)際需要。[0010]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種大尺寸環(huán)筒件深部殘余應(yīng)力中子衍射測(cè)試方S1、根據(jù)待測(cè)試的環(huán)筒件周向、軸向和徑向三個(gè)測(cè)試方向的結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)，分別計(jì)算環(huán)筒件在三個(gè)測(cè)試方向上的理論最大光程，通過(guò)比較三個(gè)測(cè)試方向上的理論最大光程與中子束對(duì)所述環(huán)筒件的最大穿透深度，判斷所述環(huán)筒件在這三個(gè)測(cè)試方向上是否存在測(cè)試盲區(qū)；對(duì)于不存在測(cè)試盲區(qū)的方向，則直接進(jìn)行中子衍射測(cè)試；對(duì)于存在測(cè)試盲區(qū)的方向，進(jìn)行下一步的判斷；S2、對(duì)所述環(huán)筒件上存在有測(cè)試盲區(qū)的方向，計(jì)算各待測(cè)點(diǎn)在該方向的實(shí)際光程，比較各待測(cè)點(diǎn)在該方向的實(shí)際光程與中子束對(duì)所述環(huán)筒件的最大穿透深度，判斷各待測(cè)點(diǎn)是否為測(cè)試盲點(diǎn)，最終確定所述環(huán)筒件在存在測(cè)試盲區(qū)方向的所有測(cè)試盲點(diǎn)；對(duì)于測(cè)試盲區(qū)方向的非測(cè)試盲點(diǎn)，則直接進(jìn)行中子衍射測(cè)試；對(duì)于測(cè)試盲區(qū)方向的非測(cè)試盲點(diǎn)，進(jìn)行下一步的判斷；S3、對(duì)所述環(huán)筒件上存在有測(cè)試盲區(qū)方向的測(cè)試盲點(diǎn)，判斷其在周向方向的實(shí)際光程是否滿足特定條件；若滿足特定條件，則采取旋轉(zhuǎn)偏移法進(jìn)行測(cè)試；若不滿足特定條[0011]進(jìn)一步的，所述步驟S1中，對(duì)所述環(huán)筒件上某個(gè)待測(cè)點(diǎn)在某測(cè)試方向上進(jìn)行衍射測(cè)試的光路為：中子入射束與中子衍射束交點(diǎn)在待測(cè)點(diǎn)上，中子入射束與中子衍射束夾角為90°,中子入射束與中子衍射束夾角角平分線方向指向測(cè)試方向的測(cè)試光路；測(cè)量所述環(huán)筒件周向應(yīng)力和徑向應(yīng)力時(shí)，中子入射束與衍射束所在面平行于所述環(huán)筒件的兩側(cè)端面；測(cè)量所述環(huán)筒件軸向應(yīng)力時(shí)，中子入射束與衍射束所在面垂直于所述環(huán)筒件的兩側(cè)端面。[0012]進(jìn)一步的，所述步驟S1中，所述環(huán)筒件在三個(gè)測(cè)試方向上的理論最大光程的計(jì)算表達(dá)式為：分別對(duì)應(yīng)環(huán)筒件在軸向、周向和徑向上的理論最大光程。[0013]進(jìn)一步的，所述步驟S1中，判斷環(huán)筒件各方向是否存在測(cè)試盲區(qū)的方法為：將計(jì)算7獲得的各方向的理論最大光程與中子束對(duì)所述環(huán)筒件的最大穿透深度M穿max進(jìn)行對(duì)比，[0014]進(jìn)一步的，所述步驟S2中的各待測(cè)點(diǎn)在三個(gè)測(cè)試方向上的實(shí)際光程計(jì)算表達(dá)式測(cè)點(diǎn)i距離環(huán)筒件兩端面較近一側(cè)的最短距離；、分別為待測(cè)點(diǎn)i8針對(duì)某方向上的測(cè)試盲點(diǎn)，在其測(cè)試光路入射和出射環(huán)第二孔，所述第一孔和第二孔的半徑為5~10mm,所述第一孔和和所述第二孔的深度關(guān)系由于對(duì)所述環(huán)筒件進(jìn)行限位的壓輥，所述至少兩對(duì)支撐輥組沿所述環(huán)筒件的軸向間隔設(shè)置，9附圖說(shuō)明圖中：圖1是本發(fā)明一種大尺寸環(huán)筒件深部應(yīng)力中子衍射測(cè)圖2是本發(fā)明一種大尺寸環(huán)筒件深部應(yīng)力中子衍射測(cè)圖7是本發(fā)明實(shí)施例2采用鉆孔輔助法進(jìn)行中對(duì)支撐輥組和用于對(duì)環(huán)筒件7進(jìn)行限位的壓輥2,至少兩對(duì)支撐輥組沿環(huán)筒件7的軸向間隔端伸出至環(huán)筒件7外側(cè)并分別通過(guò)連接件5與中子應(yīng)力[0027]根據(jù)幾何關(guān)系推導(dǎo)出一對(duì)支撐輥組中的兩個(gè)支撐輥4的間距計(jì)算公式如下式，用[0028]本實(shí)施例中，待測(cè)件(環(huán)筒件)為7050鋁合金殼段，外徑655mm,內(nèi)徑585mm,長(zhǎng)度560mm,重量約為106.89kg。將環(huán)筒件外徑半徑R=327.5mm,支撐輥直徑d=58mm,支撐輥的旋轉(zhuǎn)軸心距固定底板的距離H=45mm,及環(huán)筒件的最底部距固定底板的最小設(shè)計(jì)距離L=10mm代[0029]根據(jù)受力關(guān)系推導(dǎo)出支撐輥4的承重能力選型計(jì)算公式，用于確定符合承載能力[0030]將環(huán)筒件質(zhì)量M=106.89kg,g=9.8m/s2,C=300mm,R=327.5mm,d=58mm,s=1.5代入上式中求得F載≥1060.4856N/n,選用了4個(gè)承載能力超過(guò)5[0031]在一種具體的實(shí)施方式中，為了保證測(cè)量效果，固定底板1的加工平面度小于大光程，通過(guò)比較環(huán)筒件在三個(gè)測(cè)試方向上的理論最大光程與中子束對(duì)所述環(huán)筒件7的最筒件7上待測(cè)點(diǎn)在某測(cè)試方向上進(jìn)行衍射測(cè)試的光路參見(jiàn)圖4:中子入射束與中子衍射束交算各待測(cè)點(diǎn)在該方向的實(shí)際光程，比較各待測(cè)點(diǎn)在該方向的實(shí)際光程與中子束對(duì)環(huán)筒件7件旋轉(zhuǎn)角度γ需滿足條件：偏移后的理論最大光程小于中上式中，為某測(cè)試盲點(diǎn)未采用旋轉(zhuǎn)偏移法時(shí)環(huán)筒件針對(duì)某方向上的測(cè)試盲點(diǎn)，在其測(cè)試光路入射和出射環(huán)筒件7處分別鉆設(shè)第一孔和第二孔，第一孔和第二孔的半徑為5-10mm,第一孔和和第二孔的深度可通過(guò)下述公式確[0041]如圖6所示，本實(shí)施例中的待測(cè)件為某2219鋁合金待測(cè)環(huán)筒件，外徑800mm,壁厚為待測(cè)點(diǎn)，具體見(jiàn)圖7,截面B上路徑及待測(cè)點(diǎn)位置同截面A,也即截圖B上的待測(cè)點(diǎn)B1-B5與在三個(gè)正交測(cè)試方向的理論最大光程分別為：及R=400mm代入，可求得在徑向上各待測(cè)點(diǎn)的實(shí)際光程為：分別為[0044]根據(jù)步驟S2,將各待測(cè)點(diǎn)距離外壁的最短距離XA?~XA?:5mm、20mm、40mm、60mm、75mm,R=400mm代入，可求得在周向上各待測(cè)點(diǎn)的實(shí)際光程為：分別為245.05mm、229.27mm、217.00mm、209.43mm