殘余應(yīng)力分類(lèi)與評(píng)估-文庫(kù)吧資料
2025-04-13 21:44本頁(yè)面
【正文】 利用材料的彈性變形即應(yīng)力釋放效果測(cè)量?jī)?nèi)部應(yīng)力。加工出的環(huán)芯應(yīng)該是應(yīng)力對(duì)它的作用最小，釋放出的應(yīng)變最大。 環(huán)芯法環(huán)芯法是部分損壞檢測(cè)法，也稱(chēng)部分釋放法，在我國(guó)又稱(chēng)為圓環(huán)法、切槽法。由于盲孔法的計(jì)算公式是根據(jù)通孔的簡(jiǎn)化力學(xué)模型推導(dǎo)出的，與實(shí)際情況存在偏差，對(duì)此，一般采用有限元數(shù)值分析的方法，分別對(duì)不同尺寸、形狀的盲孔周?chē)膽?yīng)力分布情況進(jìn)行計(jì)算，得出孔徑深比及孔緣孔底形狀對(duì)釋放應(yīng)力的影響，避免Kirsch通孔解所帶來(lái)的誤差，同時(shí)又可省去大量人工實(shí)驗(yàn)標(biāo)定的繁瑣。盲孔法是目前工程上最常用的殘余應(yīng)力測(cè)量方法，美同ASTM協(xié)會(huì)已將其納入標(biāo)準(zhǔn)。由應(yīng)變計(jì)感受其應(yīng)變，應(yīng)變計(jì)離孔邊愈近，則感受的應(yīng)變愈大，靈敏度也愈高。它在工程上得至廣泛應(yīng)用，其最大特點(diǎn)是對(duì)試件損傷小，甚至不影響構(gòu)件的正常使用。 鉆孔法鉆孔法在我國(guó)又稱(chēng)為小孔法或盲孔法經(jīng)多人的研究與改進(jìn)，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成為一項(xiàng)比較成熟的通過(guò)鉆小孔測(cè)量構(gòu)件殘余應(yīng)力的方法和技術(shù)。實(shí)際操作中是將欲測(cè)構(gòu)件，利用機(jī)械加工的方法(如鉆孔等)，使其因釋放部分應(yīng)力而產(chǎn)生相應(yīng)的位移與應(yīng)變，得知構(gòu)件加工處原有的應(yīng)力。殘余應(yīng)力的測(cè)試方法很多，按其對(duì)于被測(cè)構(gòu)件是否具有破壞性而言，可分為有損檢測(cè)（包括部分損壞檢測(cè)法和全部損壞檢測(cè)法）與無(wú)損檢測(cè)兩大類(lèi)。欲了解構(gòu)件殘余應(yīng)力的分布，特別是一些比較復(fù)雜構(gòu)件的殘余應(yīng)力分布，采用計(jì)算方法有時(shí)將遇到種種困難，臀如有時(shí)因缺乏材料的一些機(jī)械性質(zhì)與物理性質(zhì)的有關(guān)信息而導(dǎo)致計(jì)算工作無(wú)法進(jìn)行。因此，現(xiàn)有工藝技術(shù)與方法尚無(wú)法從根本上消除合金結(jié)構(gòu)件鍛件毛坯中的殘余應(yīng)力。噴丸強(qiáng)化是行之有效、應(yīng)用廣泛的強(qiáng)化零件的手段，噴丸的同時(shí)也改變了表面殘余應(yīng)力狀態(tài)和分布，而噴丸產(chǎn)生的殘余壓應(yīng)力又是強(qiáng)化機(jī)理中的重要因素。該法常用于焊接構(gòu)件，爆炸處理不僅可以完全消除焊接區(qū)殘余拉應(yīng)力，根據(jù)需要還可以在焊接區(qū)造成殘余壓應(yīng)力。（7）爆炸法。借助PMT，可使金屬中的組織缺陷得到改善,從而使零件中的殘余應(yīng)力得以消除。其中深冷急熱法是將含有殘余應(yīng)力的零件浸入液氮中深冷，待內(nèi)外溫度均勻后又迅速地用熱蒸汽噴射，通過(guò)急熱與急冷產(chǎn)生方向相反的熱應(yīng)力，借以抵消原來(lái)的殘余應(yīng)力場(chǎng)。⑤熱沖擊時(shí)效法，其實(shí)質(zhì)就是將工件進(jìn)行快速加熱，使加熱過(guò)程中造成的熱應(yīng)力正好與殘余應(yīng)力疊加，超過(guò)材料的屈服極限引起塑性變形，從而使原始?xì)堄鄳?yīng)力很快松弛并穩(wěn)定化。該方法起先主要應(yīng)用于船舶、核潛艇、航空航天等對(duì)消除應(yīng)力非常嚴(yán)格的軍事領(lǐng)域。已在生產(chǎn)上得到一定的應(yīng)用。③振動(dòng)時(shí)效，它是在激振器的周期性外力(激振力)的作用下，使構(gòu)件共振，進(jìn)而松弛殘余應(yīng)力，提高構(gòu)件的松弛剛度，使其尺寸穩(wěn)定的方法。該法是目前生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛、效果最好的一種應(yīng)力消除方法。該方法簡(jiǎn)單易行，但生產(chǎn)周期長(zhǎng)，不易管理，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)構(gòu)件內(nèi)的缺陷，而且只能降低少量的殘余應(yīng)力。（4）時(shí)效消除法，一般有以下幾種。（2）振動(dòng)消除殘余應(yīng)力法的工作原理是用便攜式強(qiáng)力激振器，使金屬結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)振動(dòng)狀態(tài)，從而產(chǎn)生如同機(jī)械加載時(shí)的彈性變形，使零件內(nèi)某些部位的殘余應(yīng)力與振動(dòng)載荷疊加后，超過(guò)材料的屈服應(yīng)力引起塑性應(yīng)變，從而引起內(nèi)應(yīng)力的降低和重新分布。殘余應(yīng)力消除的方法一般有以下幾種，各種方法效果也不盡相同。事實(shí)上，在各工業(yè)領(lǐng)域如機(jī)械、水利水電、熱電核電、航空航天、石油化工、冶金、鐵路、交通等行業(yè)，殘余應(yīng)力測(cè)試技術(shù)及其應(yīng)用研究始終受到高度重視，特別是加人世貿(mào)組織以來(lái)，為了與國(guó)際接軌，殘余應(yīng)力測(cè)試已成為許多行業(yè)必需的檢驗(yàn)和控制手段。殘余應(yīng)力的產(chǎn)生、疊加及釋放過(guò)程造成零件內(nèi)部應(yīng)力狀況的重新分布，就可能影響零件的尺寸和形位精度以及零部件的裝配精度，降低零件的抗疲勞強(qiáng)度、抗應(yīng)力腐蝕及抗蠕變開(kāi)裂的能力，最終影響到機(jī)器設(shè)備的性能與使用壽命。在機(jī)械加工過(guò)程中，外力和溫度變化引起的不均勻塑性變形是產(chǎn)生殘余應(yīng)力的主要原因。這種或大或小、或拉或壓的殘余應(yīng)力即使只產(chǎn)生在很薄的表面層中，但卻在很大程度上影響零件的強(qiáng)度、硬度、疲勞強(qiáng)度、抗腐蝕性等，從而進(jìn)一步影響機(jī)械產(chǎn)品的使用壽命。宇航產(chǎn)品為了減輕零件的重量, 形狀大都為高筋薄壁, 因裝配的需要, 還有部分半環(huán)。在宇航這一應(yīng)用領(lǐng)域,10 6 乃至10 7數(shù)量級(jí)的微小塑性應(yīng)變都將成為重要的誤差來(lái)源。在儀器儀表制造業(yè)、航空工業(yè)中以及宇航工業(yè)，構(gòu)
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