应力集中不是简单的由于截面面积减小一些而使应力有所增大,而是由于孔的存在,改变了孔附近的应力状态和应变状态。对于同样形状的孔来说,集中的程度几乎与孔的大小无关。由于应力集中区域的应力要明显高于其他区域,上海工业级应力检测项目,而在构件的结构强度校核中,通常需要关注的就是这些存在应力集中的高应力区域,它是确定结构所能承受多大载荷的设计依据。应力集中通常出现在构件空间发生突变,空间曲率或梯度发生改变的位置;若过渡区域不光滑连续,则可能会出现应力奇异。由此,上海工业级应力检测项目,上海工业级应力检测项目,构件内应力集中现象与构件空间的性质相关,对于应力集中的原因从“场”的观点来解释或许会更为恰当。通常裂纹是在应力集中处形成,然后更大的应力集中将产生于裂纹顶端处。上海工业级应力检测项目
消除和调整残余应力的方法主要分为热作用法和机械作用法,根据不同的构件和残余应力产生的过程,正确选择消除残余应力的方法,可以有效地降低残余应力的危害作用。常用的方法主要有以下几类:1、去应力退火:去应力退火是消除焊接残余应力、铸造残余应力、机械加工残余应力较常用和有效的方法之一。一般的退火是把构件在较高的温度下保温一段时间,然后再进行缓冷的工艺方法。2、回火或自然时效处理:回火是淬火后按照不同硬度要求进行的加热工艺,在回火过程中可以有效消除淬火产生的残余应力。为了避免组织变化而又能使应力去除,在100~200℃回火,也可消除相当大的一部分残余应力。随着回火温度的升高,残余应力去除的部分明显增大,当回火温度达到450℃及以上时,可以认为残余应力已完全消除。值得注意的是有的合金钢试样在淬火后表面为残余压应力,而经过有相变的回火后反而变为残余拉应力。上海屈服应力测试技术通过共振将一定的振动能量传递到工件的所有部位,使工件内部发生微观的塑性变形。
如何严格地控制残余应力的分布?工程机械结构件焊接残余应力的存在是必然的。由于残余应力的存在,对于那些承载较大的部件来说应力检测如何严格地控制残余应力的分布是至关重要的,因为完全消除残余应力是不可能的。消除残余应力的方法是通过变形来实现的,如果使结构件产生变形,其变形的规律是难以人为控制的。变形小,结构件的尺寸精度受到影响;变形大,构件无法满足设计要求。对于工程机械结构件来说,当未采取任何控制措施时,其拉、压应力的分布是非常不均匀的,这是由工程机械结构件的几何形状复杂,焊缝相对比较集中的特点所决定的。对于焊接残余应力的控制方法,常用的有:自然时效,但由于工程机械产品的生产周期较短,无法采用;低温退火,由于受其尺寸较大,建造大型退火炉成本太高,特别是运行成本更高,且浪费能源,如果采用煤作为燃料,又易造成环境污染;方法就是振动时效设备,既克服了上述两种方法的缺点,又能达到控制结构件焊接残余应力的目的。对于生产类似较为复杂的焊接件,有着非常重要的借鉴和指导作用。
在工程实际中,由于某种用途,通常需要在构件上开孔、开槽、开缺口、制作台阶等,这些构件截面突变的区域会出现应力集中;材料本身存在的夹杂、气孔、裂纹等非连续性缺陷也会产生应力集中;由于强拉伸、冷加工、热处理、焊接等而引起的残余应力,这些残余应力叠加上工件应力后也有可能出现较大的应力集中,其中结构焊缝本身就是容易产生应力集中的部位。通过研究得出:材料夹杂与基体弹性模量的差异越大,产生的局部应力集中也越大,气孔导致的应力集中大于硬夹杂;多个夹杂存在时,相邻的应力场会发生耦合强化作用,强化效果与夹杂排列方向和加载方向有关;在忽略夹杂的循环塑性条件下,循环应力对气孔周围应力集中影响较大,但对硬夹杂周围应力集中影响很小。振动时效处理机是通过专门的时效设备,使被处理的工件产生共振。
焊接时残余的应力对于构建的危害:对结构刚度的影响。当外载产生的应力与结构中某区域的残余应力叠加之和达到屈服点时,这一区域的材料就会产生局部塑性变形,丧失了进一步承受外载的能力,造成结构的有效截面积减少,结构的刚度也随之降低。对受压杆件稳定性的影响。当外载引起的压应力与残余应力中的压应力叠加之和达到屈服点,这一部分截面就丧失进一步承受外载的能力,这就削弱了构件的有效截面积,并改变了有效截面积的分布,降低了受压杆件的稳定性。对静载强度的影响。没有严重应力集中的焊接结构,只要材料具有一定的塑性变形能力,残余应力不是影响结构的静载强度。反之,如材料处于脆性状态,则拉伸残余应力和外载应力叠加有可能使局部区域的应力首先达到断裂强度,导致结构早期破坏。振动时效处理从而使材料内部的内应力得以松弛和减轻。上海屈服应力测试技术
利用亚共振来消除应力使用起来相当烦琐,要针对不同形状的工件编制不同的时效工艺。上海工业级应力检测项目
消除应力有几种方法:热时效处理作为传统工艺,能够很好地对工件中残余应力进行消除,并能一定程度上改善材料特性,然而,目前大多数机床制造企业已不具备大型工件热时效处理的设备和条件,导致切削加工等工序中产生的残余应力无法得到很好的消除。振动时效技术不只可消除残余应力,还能削除残余应力峰值、均化残余应力,从而增强零件尺寸稳定性,且工件的材料性能和疲劳寿命都有所提高。振动时效设备处理的铸件,两个月之后变形量很小,尺寸稳定所需的时间很短。由于振动时效具有节能、环保、高效等特点,同自然时效和热时效相比有明显的优越性。使用振动时效设备对工件进行时效处理有助于企业降低成本,提高生产效率,增强产品的竞争力,同时也正是当今资源节约型、环境友好型社会所极力倡导的。上海工业级应力检测项目
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