《表1 三维应力和主应力的计算结果》

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《残余应力的表征》

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σ33≠0，且τ13，τ23不为0，为三维应力条件。此时可通过设置不同的参数求出各主应力和应力张量不变量σ11+σ22+σ33。为了表征完整的应力张量（三轴应力），需要在6个方向上进行应力测量（至少需要3个φ方向）。当测量方向受样品几何形状限制时，对于任何参考系，都可以使用0°，45°和90°处的测量值来计算双轴情况下的莫尔圆，并求出各主应力和切应力。该方法也可以应用于三轴情况。应该指出，在平衡状态下，σ33≠0表示没有垂直于自由表面的应力。然而，该表面法线方向上，在表面以下的某个深度处仍然存在应力。因此，对于一些深度穿透的测量（数十微米），可能会出现非零的应力值。如磨削表面在垂直表面方向的残余应力分量为0，表面是二维平面应力状态。但是影响零件使用性能的是零件表面下一定深度范围内的零件表面层的残余应力状态。磨削表面层与其他切削表面层相比，具有更复杂的应力状态。磨削表面层的残余应力状态不是简单的二维平面应力状态，基于三维应力计算表明[2]，主应力不平行或不垂直于磨削表面，三维应力和主应力的计算结果如表1所示。因此，在失效分析中，当预期应力和测试结果偏离较远时，应考虑主应力和切应力的作用。