振动时效法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荡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。振动时效法不只可以大幅度地消除工件内部的残余应力，而且设备简便、节能环保、消除残余应力效率高。超声波时效法首先在前苏联诞生，并在发达国家得到推广，该方法起先主要应用于船舶、核潜艇、航空航天等对消除应力非常严格的领域。但是由于超声波法只能解决构件表层一定深度内的应力问题，所以相对应用环境较窄，且成本颇高。残余应力的研究需要考虑材料的内部结构和晶格等因素。上海定伸应力原理

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。上海定伸应力原理残余应力的研究需要考虑材料的应用环境和使用寿命等因素。

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。

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。残余应力会影响材料的成形和性能。

振动时效是利用共振原理来消除和均化金属铸件、锻件、焊接结构件、有色金属等零件的残余应力，以防止零件尺寸变形和开裂。无环境污染、不受零件大小、场地等限制、且时效效果直观，并优于热时效。投资少适用性强。与传统的热时效相比它无需庞大的时效炉，现代工业中的大型铸件与焊接件越来越多也越来越大，如采用热时效消除应力则需建造大型时效炉，不只造价昂贵、利用率低，而且炉内温度很难均匀，消除应力效果差。采用振动时效可以完全避免这些问题。振动消除应力实际上就是用周期的动应力与残余应力叠加，使构件局部产生塑性变形而释放应力。残余应力的分布可能会随着材料的制造工艺不同而有所变化。上海无损应力减少办法

测量残余应力需要使用高精度仪器和技术。上海定伸应力原理

采用锤击法适用于较长的焊缝和堆焊层。焊缝金属在冷却时由于焊缝收缩时受阻而产生应力, 这时趁着焊缝和堆焊层还在赤热的状态下用锤轻敲焊缝区, 焊缝金属在迅速均匀的锤击下产生横向塑性伸展, 使焊缝收缩得到一定补偿, 从而使该部位的拉伸残余应力的弹性应变得到松弛,焊接残余应力即可部分消除。锤击应在较高的温度下进行, 但应避开材料的蓝脆范围。多层焊时,一层和后一层焊缝不用锤击, 其余每层都要锤击。一层不锤击是为了避免产生根部裂纹,较后一层焊缝要焊接得较薄, 以便消除由于锤击而引起的冷作硬化。锤击法从原理上讲对防止应力腐蚀开裂是会有一定的抑制作用, 在实际压力容器制造中应用的比较普遍。但是由于在实践操作过程中没有量化指标和较严格的操作规程, 受人为操作因素影响较大, 加上对比使用的验证工作不够, 始终未被现行标准所采用, 无法作为消除应力的较终处理, 目前大多作为焊接过程中的应力松弛手段, 也可用于难于进行热处理的奥氏体不锈钢焊接中。上海定伸应力原理

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