选择一台实用的振动时效设备尤其重要,设备的好坏关乎振动时效工艺可靠性,决定振动时效的效果。频谱谐波时效,就是振动时效的一种。通过傅里叶分析方法对金属构件进行频谱分析,在0-100HZ范围内找出工件几十种谐波频率,从中主选出效果较佳的五种谐波频率,施加足够的能量进行振动处理,产生多方向动应力,与多维分布的残余应力叠加,达到材料的屈服极限时,将产生局部的塑性变形,从而达到均化残余应力的目的。除此之外,还可采用锤击法均化残余应力。焊接残余应力产生的根本原因是,由于焊缝在冷却过程中的纵向收缩和横向收缩,因此焊后利用小锤轻敲焊缝及其邻近区域,上海屈服应力怎么减少,上海屈服应力怎么减少,使金属展开,上海屈服应力怎么减少,能有效地减少焊接残余应力。据测定,利用锤击法可使应力减少1/2~1/4。振动消除应力使工件降低和均化残余应力,从而提高承载能力和使用寿命。上海屈服应力怎么减少
控制焊接残余应力的措施有以下几个方面:1,采用合理的焊接顺序和方向(1)先焊收缩量较大的焊缝,使焊缝能较自由地收缩,以较大限度地减少焊接应力。(2)先焊错开的短焊缝,后焊直通长焊缝。(3)先焊工作时受力较大的焊缝,使内应力合理分布。2,降低局部刚度:焊接封闭焊缝或其刚度较大的焊缝时,可以采取反变形法来降低结构的局部刚度。3,锤击焊缝区法:利用锤击焊缝来减小焊接应力是行之有效的方法。当焊缝金属冷却时,由于焊缝的收缩而产生应力,锤击焊缝区,应力可减小1/2~1/4。锤击时温度应维持在100-150℃之间或在400℃以上,避免在200-300℃之间进行,因为此时金属处于蓝脆阶段,锤击焊缝容易断裂。多层焊时,除一层和较后一层焊缝外,每层都要锤击。一层不锤击是为了避免根部裂纹,较后一层是为了防止由于锤击而引起的冷作硬化。上海便携应力计算对于脆性材料,应力集中处的应力达到比例极限后材料开始破坏。
焊接残余应力要如何去消除?利用预热法来控制焊接残余应力:构件本体上温差越大,焊接残余应力也越大。振动时效介绍焊前对构件进行预热,能减小温差和减慢冷却速度,两者均能减小焊接残余应力。利用“加热减应区法”来控制焊接残余应力:焊接时,加热那些阻碍焊接区自由伸缩的部位,使之与焊接区同时膨胀和同时收缩,就能减小焊接应力,这种方法称为“加热减应区法”,加热的部位就称之为“减应区”。利用高温回火来消除焊接残余应力:由于构件残余应力的x大值通常可达到该种材料的屈服点,而金属在高温下屈服点将降低。所以将构件的温度升高至某一定数值时,应力的大值也应该减少到该温度下的屈服点数值。如果要完全消除结构中的残余应力,则必须将构件加热到其屈服点等于零的温度,所以一般所取的回火温度接近于这个温度。
对于需要考虑应力集中的结构,如疲劳设备中需要考虑的峰值应力(峰值应力是一方面是由应力集中引起的),通过有限元的计算,我们需要计算出准确的峰值应力以便进行疲劳强度的安全评定。 但是对于形状突变的部位,有限元计算需要捕捉出应力梯度变化较大的应力集中部位的应力,如果网格稀疏的话,有可能捕捉不到梯度变化较大的应力,因而计算出的峰值应力会不准确,因而必须通过细化网格捕捉应力梯度的变化,但是网格细化带来的是不只只是应力计算的准确性,还有可能会得到极大的应力值,即应力奇异。这与上面应力奇异产生的原因是一致的,因为网格越细化,那么其计算面域就会越小,原则上计算的应力会越趋于精确,但是对于如尖角处,其计算面域有可能趋于零导致出现极大的非真实的应力值甚至是不收敛的结果。所以,如果不对这种形状突变部位进行合理的结构优化或合理的载荷位移约束,那么一味的细化网格进行有限元计算就变成了一把双刃剑。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。
一般来说,高精密的机床会采用大理石等不易产生应力的材料做床身。而采用金属材料的机床现在也会采用喷丸、振动、滚压等方法去除应力。其中喷丸是使用丸粒轰击工件表面并植入残余压应力;振动是采用振动器与工件形成共振来消除应力;滚压则是通过一些滚压工具向工件表面施加压力来达到消除应力的目的。除此之外,通过热时效、炸裂法、热冲击时效法、声波时效法等方法也可以消除应力。相对以上提到的几种时效方法,振动时效更加适用于机床应力释放。振动时效是利用机械共振的方法消除或均化金属结构在铸造、锻压、焊接和切削等机械加工后所产生的残余应力。它通过向工件施加一定大小和频率激振力的方式给工件传递能量,使工件发生微小或宏观塑性应变来匀化和消除残余应力。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。上海屈服应力怎么减少
残余应力的研究对于支撑现代制造和工程技术有着不可替代的作用。上海屈服应力怎么减少
焊前预处理:除预热外,还包括预加载处理和预碾压处理,其操作和原理与预拉伸相似。振动焊接:根据振源不同分为低频振动焊接(低于200Hz)和高频振动焊接(高于1000Hz),他是通过在焊接过程中不同构件附加不同参数的机械振动,达到提高焊接接头力学性能、改善焊缝组织以及减小残余应力的目的。随焊电磁感应:它是通过在焊接热源后方同步跟踪电磁感应加热来控制接头的冷却过程,该工艺主要适用于控制焊缝熔合区的裂纹,特别是冷裂纹的形成和扩展。本原理与机械拉伸法相同。具体方法是在焊缝两侧加热到150~200℃,然后用水冷却使焊缝区域受到拉伸塑性变形,从而消除焊缝纵向的残余应力。常用于焊缝比较规则、厚度不大(<40mm)的板、壳结构。上海屈服应力怎么减少
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