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前言 據近期研究報告顯示：歐美的橋梁中有約為10%被評為“結構上存在不足”，這些橋梁平均年齡67歲，每天通行車輛高達1.74億次，而按照目前的維修、更換速度，至少需要37年才能解決所有安全隱患。在這個背景下，X射線衍射法測量橋梁鋼筋的殘余應力作為無損檢測方法引入橋梁質量評估檢測。 本文使用GNR公司EDGE殘余應力分析儀對意大利帕多瓦地區的PTC結構大橋進行應力測試。 儀器介紹 EDGE高分辨室內外兩用殘余應力分析儀符合ASTM E915及EN 15305殘余應力國際分析檢測標準。GNR精心設計的便攜箱可收納全部配件，搭配三腳架實現 90°、180°及顛倒式測量。高性能電池支持野外等極端環境作業，激光定位與微動裝置結合，無需接觸即可快速定位。儀器兼具室內外檢測能力，滿足工業現場對殘余應力的精準測量需求。 研究對象 意大利帕多瓦地區的PTC結構大橋建于1968年，已經服役50年以上，屬于三跨橋，橋面由四根簡單的雙T梁組成。根據設計，每根梁上有8根預應力鋼筋，抗拉強度1650 MPa，使用狀態下的應力設計約為800 MPa。 研究方法 目前對橋梁壽命和使用情況的評測主要有以下幾個方法，而各個方法又存在各自的優缺點，根據以上檢測的局限性和優缺點，我們提出了用XRD測量橋梁鋼筋應力的方法，用來輔助評估橋梁的狀態。 在測試實際橋梁鋼筋之前，起初的可行性測試是在實驗室條件下進行的，以驗證施加在絞線上的外部載荷與使用標準配置的Edge通過X射線衍射測量應力狀態之間的對應性，判斷施加的應力和檢測到的應力是否一致。 經過實驗室的測試，說明XRD方法來測量橋梁內部鋼筋的殘余應力是合適并且有效的。接下來就開展現場測試。 因為形狀的原因，無法使用常規的電解拋光，所以用酸洗加水洗的方式處理鋼筋表面。在兩根鋼筋分別兩個位置的測量點結果如下，可以看到不同位置的應力有差別，但相同位置的不同鋼筋應力大致相同。 研究結論 XRD方法檢測橋梁鋼筋的應力狀態，可以輔助目測、內窺鏡、切割實驗等方法，對橋梁的狀態做出合理的評估，給出維修維護建議。 由此可以引申出一個應用方向，即鋼筋在橋梁裝配之后馬上對應力進行檢測，然后再使用一段時間后同一位置再進行檢測，看應力的變化，如果變化較大則需要對其進行維護加固。 GNR便攜式殘余應力分析儀EDGE配備高分辨率的檢測器和測角儀，能夠在現場或實驗室環境下，對橋梁鋼筋的殘余應力進行快速且精準的測試。測試中監測實際輻射劑量顯示，設備運行時輻射計數值與環境本底基本持平，證明 X 射線對操作人員無輻射影響。此外，借助三腳架及各類工裝，EDGE 射線應力分析儀能夠更加靈活地適配各種現場環境，展現出強大的適用性。
AlSi10Mg 是一種非常流行且應用廣泛的鑄造鋁合金，尤其在增材制造（3D打印，特別是選擇性激光熔化SLM）領域表現突出。它結合了良好的機械性能、優異的鑄造性能、輕量化以及良好的導熱性和耐腐蝕性。被廣泛用于汽車工業，航空航天工業以及增材制造，電子工業等方面。總結來說，AlSi10Mg的核心優勢在于其優異的鑄造/打印性能、輕量化、綜合的機械性能（強度、疲勞、硬度）和良好的導熱性。這使得它在需要復雜形狀、輕量化和一定結構強度的場合，特別是汽車、航空航天和增材制造領域，成為首選材料之一。在3D打印領域，是常用的鋁合金粉末材料。 7075鋁合金（通常以T6狀態使用，即固溶處理后人工時效）是超高強度變形鋁合金的代表，被譽為鋁合金中的“強度之王”。 7075鋁合金是追求極限強度與輕量化的首選材料，其主戰場在航空航天、國防軍工、頂級賽車和高性能運動器材領域。當設計需要很大化減重并承受極高載荷時，7075-T6往往是鋁合金中的理想答案。它的核心優勢在于極高的比強度（強度與重量之比），使其在需要極致輕量化和高強度的領域難以替代。主要用于航空航天與國防，高性能交通工具，工業機械與模具及其他特殊領域。 本文使用GNR公司EDGE殘余應力分析儀對這兩類鋁合金樣品進行應力測試。 EDGE高分辨室內外兩用殘余應力分析儀符合ASTM E915及EN 15305殘余應力國際分析檢測標準。GNR精心設計的便攜箱可收納全部配件，搭配三腳架實現 90°、180° 及顛倒式測量。高性能電池支持野外等極端環境作業，激光定位與微動裝置結合，無需接觸即可快速定位。儀器兼具室內外檢測能力，滿足工業現場對殘余應力的精準測量需求。 測試樣品選取2個鋁合金樣品，AlSi10Mg和7075。7075在棒材的中間位置和邊緣位置分別做兩個點X，Y方向的應力測試，分為內側和外側，X方向為徑向，Y方向為軸向。AlSi10Mg樣品按照樣品標記的方向分為X和Y。測試中為了增加準確度，選擇了三種不同的方法測試應力，分別是Al311晶面，Al222晶面和Al103晶面。 從結果中可以看到無論測試哪個晶面或者方向，應力值實際上都是偏低的，如果要做成成品可能還需要用噴丸強化等方式對樣品加入壓應力。 GNR便攜式殘余應力分析儀EDGE配備高分辨率的檢測器和測角儀，能夠在現場或實驗室環境下，對鋁合金樣品的殘余應力進行快速且精準的測試。測試中監測實際輻射劑量顯示，設備運行時輻射計數值與環境本底基本持平，證明 X 射線對操作人員無輻射影響。此外，借助三腳架及各類工裝，EDGE 射線應力分析儀能夠更加靈活地適配各種現場環境，展現出強大的適用性。
軸承是機械傳動系統的核心部件，主要承擔支撐旋轉軸、減少運動摩擦、傳遞載荷三大核心作用。通過滾動體（鋼球、滾子等）與內外圈的精密配合，軸承將滑動摩擦轉化為滾動摩擦，顯著降低機械運轉阻力，同時精準引導旋轉方向并承載徑向、軸向載荷。其性能直接影響設備傳動效率、使用壽命和運行穩定性。 軸承材質需具備高硬度、耐磨性和抗疲勞特性。主流材質包括：①高碳鉻軸承鋼（如GCr15），經淬火回火處理后表面硬度達60-65HRC，兼具芯部韌性；②不銹鋼（如440C/9Cr18），適用于潮濕腐蝕環境；③氮化硅/氧化鋯陶瓷材料，具有耐高溫、絕緣、抗磁化特性；④聚醚醚酮（PEEK）等工程塑料，實現輕量化與自潤滑。特殊工況還會采用表面鍍層（鍍銀、鍍銅）或滲碳處理提升性能。材質選擇需綜合考慮載荷強度、轉速、工作溫度及環境介質等因素。 軸承中的殘余應力對其性能和使用壽命具有關鍵影響，主要體現在以下幾個方面： 1. 抗疲勞性能 殘余應力分布直接影響軸承的疲勞壽命。表面壓縮殘余應力（如通過噴丸強化、滲碳處理或熱處理引入）可有效抑制裂紋萌生與擴展。在循環載荷下，壓縮應力抵消外部拉應力，延緩疲勞裂紋形成，尤其在接觸應力集中的滾道區域，可顯著提升軸承的疲勞極限。 2. 耐磨性與承載能力 表面壓縮殘余應力可提高材料的屈服強度，增強微觀抗塑性變形能力，減少滾動接觸時的微動磨損。例如，滲碳軸承鋼表層的高壓應力能抑制剝落和點蝕，延長高載荷、高轉速工況下的服役壽命。 3. 尺寸穩定性 殘余應力若分布不均或呈拉應力狀態，可能導致軸承組件（如套圈、滾動體）在長期使用中發生變形或尺寸漂移。通過退火或時效處理消除有害拉應力，可確保軸承幾何精度和運轉穩定性。 4. 抗腐蝕與抗脆性 在腐蝕環境中，拉應力會加速應力腐蝕開裂風險，而表層壓應力可阻礙裂紋擴展。例如，不銹鋼軸承通過控制殘余應力分布，可兼顧耐蝕性與抗疲勞性能。 5. 工藝優化方向 制造工藝（如淬火、磨削、裝配）可能引入不利殘余應力。現代生產中，常采用可控冷卻技術、低溫滲氮或激光沖擊強化等手段主動調控應力場，實現應力梯度與服役條件的精準匹配。 綜上，殘余應力是軸承材料設計和工藝優化的核心參數之一，其合理分布可大幅提升軸承的可靠性、耐久性及極端工況適應性。 本文使用GNR公司EDGE殘余應力分析儀對軸承樣品進行應力測試。 EDGE高分辨室內外兩用殘余應力分析儀符合ASTM E915及EN 15305殘余應力國際分析檢測標準。意大利GNR射線應力分析儀EDGE 配備專門設計的儀器箱，可將所有配件裝入箱中，方便攜帶；專業三腳架確保儀器靈活放置，測量角度不受限制，可進行90°、180°、顛倒式測量；高性能電池能夠保證儀器在野外、停電等極端情況下正常工作；另外，激光定位裝置與微動裝置結合使用，進行快速定位，定位過程中樣品與儀器無需任何接觸。測試樣品選取2個軸承樣品，在兩個樣品的軸承外圈隔120度選取一個測量點，每個樣品3個測量點，每個測量點都對XY兩個方向進行測試。GNR便攜式殘余應力分析儀EDGE配備高分辨率的檢測器和測角儀，能夠在現場或實驗室環境下，對軸承樣品的殘余應力進行快速且精準的測試。在本次測試過程中，我們還對實際輻射劑量進行了監測。結果顯示，在設備運行時，輻射計所測數值與環境本底基本持平，這充分表明在實際操作中，X射線殘余應力分析儀EDGE 對操作人員不會產生任何輻射影響。此外，借助三腳架及各類工裝，EDGE 能夠更加靈活地適配各種現場環境，展現出強大的適用性。
鉭作為一種具有獨特物理化學屬性的稀有金屬，具備熔點高（2980 ℃）、蒸汽壓低（2000 ℃時僅 10?? mmHg）、冷加工性能優異（可軋制成 0.01 mm 箔材）、化學穩定性極強（常溫下不與鹽酸、硝酸反應）、抗液態金屬腐蝕（耐鈉、鉀等熔鹽侵蝕）以及表面氧化膜介電常數大（約 27-30）等一系列卓越性能。這些特性使其成為高新技術領域的關鍵材料，在電子信息、冶金鑄造、鋼鐵工業、化學工程、硬質合金、原子能技術、超導研究、汽車電子、航空航天、醫療衛生及基礎科研等領域發揮著不可替代的作用。 在鉭的終端應用中，全球 50-70% 的鉭資源以鉭粉和鉭絲形態投入鉭電容器制造。該類電容器的核心優勢源于鉭金屬的獨特氧化特性：其表面可生成致密穩定的無定形氧化膜（Ta?O?），介電強度高達 15-20 V/μm，且陽極氧化工藝參數易于精準控制。同時，通過粉末冶金技術制備的鉭粉燒結塊，能在毫米級體積內構建出數千平方厘米的比表面積，實現電容密度的極大化。這種技術優勢賦予鉭電容器電容量高、漏電流低、等效串聯電阻小、溫度適應性寬、壽命周期長等優異電學性能，其綜合性能在電解電容器家族中首屈一指。 憑借上述技術優勢，鉭電容器廣泛應用于通信設備（交換機、智能手機、傳真機）、計算機硬件、汽車電子控制系統、消費類及辦公電器、精密儀器儀表、航空航天制導系統、國防軍工裝備等關鍵領域。從微型化手機電路到高可靠性航天設備，鉭電容器均以穩定的性能保障著電子系統的高效運行。 作為集多種優異特性于一身的戰略金屬，鉭憑借其在電子元器件和高端裝備制造中的核心作用，已成為支撐現代工業升級和高新技術發展的重要功能材料，其應用深度和廣度持續拓展，在未來科技革命中有望發揮更關鍵的作用。 本文使用GNR公司EDGE殘余應力分析儀對鉭合金樣品進行應力測試。 EDGE高分辨室內外兩用殘余應力分析儀符合ASTM E915及EN 15305殘余應力國際分析檢測標準。意大利GNR射線應力分析儀EDGE 配備專門設計的儀器箱，可將所有配件裝入箱中，方便攜帶；專業三腳架確保儀器靈活放置，測量角度不受限制，可進行90°、180°、顛倒式測量；高性能電池能夠保證儀器在野外、停電等極端情況下正常工作；另外，激光定位裝置與微動裝置結合使用，進行快速定位，定位過程中樣品與儀器無需任何接觸。測試樣品選取3個鉭合金樣品，其中樣品1在凹槽部分已經出現開裂，在測試凹槽區域盡量避開。樣品1和2的凹槽部分各選取兩個測量點，因為受到角度的影響，只對X方向進行了測試，剩下的3號樣品和另外兩個測量點都對XY兩個方向進行測試。GNR便攜式殘余應力分析儀EDGE配備高分辨率的檢測器和測角儀，能夠在現場或實驗室環境下，對鉭合金樣品的殘余應力進行快速且精準的測試。在本次測試過程中，我們還對實際輻射劑量進行了監測。結果顯示，在設備運行時，輻射計所測數值與環境本底基本持平，這充分表明在實際操作中，X射線殘余應力分析儀EDGE 對操作人員不會產生任何輻射影響。此外，借助三腳架及各類工裝，EDGE 能夠更加靈活地適配各種現場環境，展現出強大的適用性。
鋯（Zr），作為一種呈現銀白色光澤的金屬，具備卓越的耐腐蝕性以及高溫穩定性。當它與鎳、鐵、銅等其他元素相互融合形成合金 —— 鋯合金時，其物理和化學性能得到顯著提升。 一、在航空航天領域的應用 航天器發動機部件：由于在高溫環境下能維持良好的結構完整性，鋯合金被廣泛用于制造航天器發動機的關鍵部件。例如，發動機的燃燒室部分，在航天器發射及運行過程中，需承受極高的溫度和壓力。鋯合金憑借自身特性，能夠確保燃燒室在這種極端條件下不發生變形、破裂等狀況，保障發動機穩定高效地運行，為航天器提供持續而強勁的動力。 熱防護系統：航天器在重返大氣層時，會與大氣層劇烈摩擦產生極高的溫度。鋯合金因其高熔點特性，成為熱防護系統的重要材料。它能夠在極端熱環境中保持物理形態穩定，有效抵御高溫對航天器內部結構和設備的侵襲，就像給航天器穿上了一層堅固且耐熱的 “鎧甲”，保護著航天器以及內部搭載的儀器設備和宇航員的安全。 二、航空航天領域選用鋯合金的優勢 結構穩定性優勢：在航天器的飛行過程中，無論是穿越大氣層時的劇烈氣流沖擊，還是在太空中面臨的微流星體撞擊等情況，都對航天器結構的穩定性提出了極高要求。鋯合金在高溫環境下良好的結構完整性，使其能夠承受這些外力作用，維持航天器整體結構的穩定，大大降低了因結構損壞而導致的飛行事故風險。 極端溫度適應性優勢：航空航天領域的工作環境溫度變化范圍極大，從太空的超低溫到航天器重返大氣層時的超高溫。鋯合金的高熔點特性使其在高溫階段能夠穩定工作，而其本身的金屬特性也使其在低溫環境下依然保持良好的韌性和強度，不會因低溫而變脆斷裂，從而適應了航空航天領域復雜多變的溫度環境。 長期可靠性優勢：一次航空航天任務往往持續時間較長，航天器的各個部件需要具備長期穩定的性能。鋯合金出色的耐腐蝕性能，使其在整個任務周期內，即便面臨太空輻射、宇宙塵埃中的化學物質侵蝕等惡劣條件，也能保持材料性能不發生明顯退化，確保了航天器各系統長期可靠地運行，為任務的成功實施提供了堅實保障。 在航空航天等眾多領域，鋯合金的性能關乎設備的安全性與可靠性。應力測試作為評估鋯合金性能的關鍵手段，有著不可替代的作用。由于鋯合金常應用于承受復雜應力環境的部件，如航天器發動機部件在工作時承受高溫高壓產生的熱應力與機械應力，了解其在不同應力條件下的表現，能為設計和選材提供關鍵依據，確保部件在實際使用中不會因應力問題而失效。 本文使用GNR公司EDGE殘余應力分析儀對鋯合金樣品進行應力測試。 EDGE 以其卓越的便攜式設計脫穎而出，配備高分辨率的檢測器和測角儀，能夠在現場或實驗室環境下，對鋯合金樣品的殘余應力進行快速且精準的測試。在本次測試過程中，我們還對實際輻射劑量進行了監測。結果顯示，在設備運行時，輻射計所測數值與環境本底基本持平，這充分表明在實際操作中，EDGE 對操作人員不會產生任何輻射影響。此外，借助三腳架及各類工裝，EDGE 能夠更加靈活地適配各種現場環境，展現出強大的適用性。
激光水平儀一般是在機械設備制造過程中，用于對鈑金加工或是對厚鋼板畫線進行精準定位，同時還可用在其他工業生產的機器設備上，起到輔助或標定走位標線的作用，此外，也可用于安裝設備或在建筑業中進行精準定位。 在激光水平儀的裝配過程中，如果受外力造成變形，將對產品質量帶來嚴重影響。 本文使用GNR公司EDGE殘余應力分析儀對激光水平儀進行應力測試。
曲軸是發動機中最重要的部件。它承受連桿傳來的力，并將其轉變為轉矩通過曲軸輸出并驅動發動機上其他附件工作。曲軸受到旋轉質量的離心力、周期變化的氣體慣性力和往復慣性力的共同作用，使曲軸承受彎曲扭轉載荷的作用。因此要求曲軸有足夠的強度和剛度，軸頸表面需耐磨、工作均勻、平衡性好。 與一般機床相比，曲軸機床有如下特點： （1）采用特殊卡盤，這種卡盤除具有一般卡盤的夾頭外，還帶有調整偏心量及方位角的功能。卡盤裝在機床主軸上，滑臺可在卡盤體的徑向導軌上移動，以調整偏心量，夾頭夾持工件，并可繞自己的軸線回轉，調整方位角。 （2）大型曲軸機床沒有后端頂針，而是在工件下部有和曲軸軸頸數量相同的中心架支撐。 （3）多刀加工半自動循環，為了提高生產率，曲軸機床一般具有前后刀架，同時加工連桿頸及曲臂側面。機床起動后自動進行加工，加工完畢自動停車。 曲軸機床之所以具備這些特點，是在設計制造時考慮到了曲軸本身剛度較差，曲軸連桿頸與曲軸回轉線不重合，且曲軸頸方位角不同等原因。 本文使用GNR公司EDGE殘余應力分析儀對機床加工的曲軸進行應力測試。
機床直線導軌是機床操作中至關重要的組成部分，它用于支撐和引導刀架、工作臺等部件的運動。直線導軌的質量和性能直接影響機床的加工精度和穩定性。在機床的使用過程中，導軌可能會受到各種外力的作用，引發應力集中問題。本文將詳細討論機床直線導軌用鋼的應力集中問題，并提供防止應力集中的有效方法。 1. 應力集中問題的原因 機床直線導軌用鋼在使用過程中，由于受到切削力、慣性力、溫度變化以及裝配誤差等多種因素的影響，導軌上可能會出現應力集中的情況。應力集中是指導軌上的應力在某個局部區域集中，超出正常范圍，導致該區域的應力過大甚至超過材料的承載能力。 2. 應力集中的危害 應力集中會導致機床直線導軌的強度變差，加劇磨損和疲勞斷裂的風險。如果長期存在應力集中問題，導軌可能會出現裂紋、變形等嚴重損壞，進而影響機床的運行穩定性和加工精度。 所以對機床導軌整體的應力評估就顯得尤為重要。 本次實驗使用GNR公司EDGE殘余應力分析儀對裝配前的機床導軌進行測試，從導軌的端部和中部，選擇三個測量點，另外還有一個開孔邊緣進行測試。
軸承廣泛應用于冶金、風電、礦山機械、航天、汽車零部件等領域，被譽為機器的“關節”，其性能、精度、壽命和可靠性對主機設備有著決定性的影響，殘余應力含量則關系到軸承的壽命。 本文使用GNR公司EDGE殘余應力分析儀對車用軸承進行測試，以評估軸承質量水平。
齒輪廣泛應用于各種設備和機器，如汽車、飛機、機床等。通過改變齒數和模數來調節齒輪的轉速和轉矩，以滿足不同的機械系統要求。 本文使用GNR公司STRESS-X殘余應力分析儀對車用軸承附件齒輪進行測試，以評估齒輪使用情況。
