ICS 01.110 J 04 中华人民共和国国家标准 GB/T 40121—2021 技术产品文件 产品残余应力符号表示法 Technical product documentation-Representation of product residual stress symbol 2021-05-21发布 2021-09-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T 40121—2021 目 次 前言 引言 范围 规范性引用文件 2 3 术语和定义 4 一般要求 5 产品残余应力基本符号 6 产品残余应力符号的组成 7 产品残余应力参数符号的表示 产品残余应力检测方法符号的表示 9 产品残余应力消除方法符号的表示 10 产品残余应力状态符号的表示： 11 12产品残余应力符号的标注 附录A（资料性附录） 部分常用产品残余应力检测和消除方法的基本原理 附录B（规范性附录） 产品残余应力符号绘制 15 附录C（资料性附录）产品残余应力符号的含义示例 17 附录D（资料性附录） 产品残余应力符号二维标注示例 附录E（资料性附录） 产品残余应力符号三维标注示例 参考文献 27 GB/T 40121—2021 前言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草 本标准由全国技术产品文件标准化技术委员会提出并归口（SAC/TC146）。 本标准起草单位：北京理工大学、西安杰西航空科技有限公司、马鞍山方圆精密机械有限公司、 常熟中科世纪生物科技有限公司、广东省特种设备检测研究院中山检测院、青岛麦斯达夫标准技术服务 有限公司、湖南工业职业技术学院、必维嘉航检验技术（广东）有限公司、中国重型汽车集团有限公司、 限公司、合科软件（北京）有限责任公司、杭州中美华东制药有限公司、安徽省产品质量监督检验研究院 本标准主要起草人：徐春广、李培禄、李彤、徐棚、陈力建、李岱松、郑波、杨东拜、宋剑锋、卢钰仁、 尹鹏、林凯明、李强、吴倩、陈长宏、牟珊、牟全臣、任好娟、程迎超、王琳、王红、潘康华、彭成淡、雷勇利、 李怀珠、刘曙晖、吴晖、余忠杰、周磊。 GB/T40121—2021 引言 方向和位置三维空间矢量分布特征。产品残余应力是产品构件的一个基本属性，存在于产品全生命周 期，对产品构件的强度、抗断裂性能、疲劳强度、构件尺寸稳定性、抗腐蚀能力、制造质量和服役（工作）可 靠性等有着重要的影响，已经成为类似儿何公差、表面粗糙度和材料硬度等描述产品材料和构件性能的 重要基础参数。在产品设计阶段的图样绘制中，给出明确的残余应力要求，以便在产品制造、验收和服 役过程中对残余应力状态进行有效地识别与控制，从而进一步提升与保证产品质量和服役的安全性 构件材料内部不均匀温度变化、不均匀相变、不均匀塑性变形、不均匀化学反应和循环载荷疲劳作 用等多种物理过程都会产生残余应力。残余应力的产生主要有两种途径：一是产品加工过程中产生的 应力；二是产品服役过程（工作时）产生的应力。这两种产生残余应力的途径，都是产品成形和存在的必 然环节。 产品加工过程产生残余应力有三类：一是减材加工过程（包括：车、铣、刨、磨、镗、拉、钻、滚、插 等）；二是增材加工过程（包括：3D打印、铸造、铸塑、热处理、涂镀、焊接、粘接等）；三是变形加 工过程（包括：锻、挤、冲、压、弯、喷丸、滚压和冲击等）。这些加工工艺过程产生的残余应力对 构件性能有重要影响，是产品设计时要考虑的主要因素。 产品服役过程产生残余应力也有三类：一是产品受外部静力作用（包括：挤压、拉伸、扭曲等外 力恒定作用）；二是产品受外部动力作用（包括：拉伸交替、直线往复、扭转变形等交变作用的疲 劳过程、温度交变作用等）；三是自然状态（包括：待加工状态存放、待服役状态存放或自然环境 下存放等），这些服役作用力与残余应力共同作用对产品构件性能、安全性和可靠性或疲劳寿 命同样有重要影响，也是产品设计时要考虑的主要因素， 本标准的目的就是为了满足在产品全生命周期过程中对构件材料残余应力技术要求的有效表达， 实现在设计，制造、检验、检测、理化计量等生产和服役环节中对构件残余应力分布状态与数值技术要求 的符号表示与标注。 Ⅱ GB/T40121—2021 技术产品文件产品残余应力符号表示法 1范围 本标准规定了产品残余应力符号的一般要求、基本符号、符号的组成、检测方法符号、消除方法符 号、状态符号、扩展符号以及标注的表示方法。 本标准适用于机械制造行业在设计、制造、检验以及服役等过程中对残余应力状态有要求的产品 轻工、日用品等相关行业的制品也可参照使用。 2规范性引用文件 2 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件 GB/T 131 产品几何技术规范（GPS）技术产品文件中表面结构的表示法 GB/T 324 焊缝符号表示法 GB/T 1182 产品几何技术规范（GPS）几何公差形状、方向、位置和跳动公差标注 GB/T 4457.2 技术制图 日图样画法# 指引线和基准线的基本规定 机械制图 GB/T4458.3 轴测图 GB/T 4458.4 机械制图尺寸注法 GB/T 7704 无损检测X射线应力测定方法 GB/T 10567.1 铜及铜合金加工材残余应力检验方法硝酸亚汞试验方法 GB/T 10567.2 铜及铜合金加工材残余应力检验方法氨薰试验法 GB/T12604.1—2020无损检测术语超声检测 GB/T14691 技术制图字体 GB/T15754 技术制图圆锥的尺寸和公差注法 GB/T16923 钢件的正火与退火 GB/T 19096 技术制图图样画法 未定义形状边的术语和注法 GB/T20737—2006 无损检测通用术语和定义 GB/T 24179 金属材料 残余应力测定压痕应变法 技术制图 GB/T24746 粘接、弯折与挤压接合的图形符号表示法 GB/T25712 振动时效工艺参数选择及效果评定方法 GB/T 26078 金属材料 焊接残余应力爆炸处理法 无损检测 GB/T26140 测量残余应力的中子衍射方法 弹簧 GB/T 31214.1 喷丸第1部分：通则 金属材料 GB/T31218 残余应力测定全释放应变法 GB/T 31310 金属材料 残余应力测定钻孔应变法 GB/T 32073 无损检测 残余应力超声临界折射纵波检测方法 金属材料 GB/T33163 残余应力超声冲击处理法 GB/T33210 无损检测 残余应力的电磁检测方法 JB/T12392 机械加工工艺参数表示法 1 GB/T40121—2021 3术语和定义 3.1 产品残余应力productresidual stress 产品构件外部载荷去除后留存在构件表面和内部的自相平衡的应力，具有大小、方向和位置三维空 间矢量分布特征。 3.1.1 正应力 normalstress 垂直于给定平面的应力分量。 ［GB/T10623—2008，定义2.13.2] 3.1.2 剪应力shear stress 平行于给定表面的应力分量。 [GB/T31054—2014,定义2.4.3] 3.2 应力梯度stressgradient 应力沿某一方向（常指构件法向或切向）的下降或上升变化率。 4一般要求 4.1产品残余应力符号在文件中一般水平方向标注，且只标注一次，并应标注在反映该结构最清晰的 图形位置上。 4.2产品残余应力符号在技术产品文件中，一般应指向结构相同，且连续的产品形状表面上或同一结 构内（同一切面中），否则应另加说明。 4.3产品残余应力符号可以单独使用，也可根据需要组合使用。 的技术要求或其他适当位置进行说明。此时，产品的拉应力和压应力可用“十”“一”符号放在具体应力 数值的前面来代表应力的方向，即：拉应力为“十”“十”也可省略）和压应力为“一”。 时，可说明引用本标准。 4.6在产品设计采用残余应力时，应考虑到制造成本，以及其必要性等问题。 5产品残余应力基本符号 产品残余应力的基本符号由一个倒等边三角形组成，一般情况下，等边三角形的角垂直指向相关产 品构件表面，如图1所示。 图1产品残余应力的基本符号 2 SAG GB/T 40121—2021 6产品残余应力符号的组成 6.1概述 产品残余应力符号由基本符号和补充要求组成。补充要求包括：产品残余应力的状态符号（包括方 向、数值、拉压状态和分布状态）、参数符号、检测方法符号、消除方法符号等，这些符号可以根据需要，标 注一种或多种，也可根据需要采用组合的方式进行标注，还可加配有关的信息说明。 6.2 2产品残余应力符号的组成形式 产品残余应力符号的组成形式，如图2所示。 (info.) (info.) G(h) RSS RSM RSR 说明： a 表示构件表面某处的残余应力数值； G（h）——表示残余应力梯度，即残余应力的下降或上升变化率； RSS 残余应力状态（ResidualStressState）的表示符号； RSM—残余应力的检测方法（ResidualStressMeasurement）表示符号； RSR - 残余应力的消减方法（ResidualStressRelief)）表示符号； info. 有关标注残余应力的附加说明。 图2产品残余应力符号的组成形式 7产品残余应力参数符号的表示 7.1概述 正应力和剪应力的参数值大小和梯度分布状态对产品质量和性能有重要影响，通常在结构设计、制 SZAG 造工艺、组合装配、检验检测和安全服役等阶段应有明确的要求和清晰的标识。 7.2 2产品残余应力参数符号 表示构件表面某处的残余应力，单位为MPa，规定拉应力为正值，压应力为负值； G（h）表示残余应力的梯度，即在构件表面残余应力数值。的基础上向构件材料内部变化的规律 G（h）是一个多项式函数，表示为式（1）： ..(1) 式中： n 一大于或等于3的整数； α、β、——多项式系数； h 深度，单位为微米（μm）。 注1：若G(h=0）=6，则说明构件的残余应力层为无限薄，即表面残余应力为。 注2：若G（h）=890一680h（MPa），则说明残余应力从表面向内部为线性递减规律 注3：若G（h=5）=0，则说明残余应力的纵向残余应力深度，即在h=5um深度范围内保持残余应力。 3