振动时效机调整残余应力的机理:通过共振原理消除或均化残余内应力,主要通过共振能量传递到工件的各个部位,使工件内部发生微观的塑形变形,从而消除或均化工件内部的残余内应力,保证工件尺寸的稳定。目前被普遍应用于焊接、铸造、锻压、机加工等生产工艺过程中。是目前取代热处理的选择。实质是以振动的形式给工件施加附加应力,当附加应力与残余应力叠加后,达到或超过材料的屈服极限时,工件发生微观塑性变形,从而降低和均化工件内的残余应力,并使其尺寸精度达到稳定。金属工件在铸造、锻压、焊接和切削加工和使用过程中,由于受热冷、机械变形作用,在工件内部产生残余应力,致使工件处于不平稳状态,降低工件的尺寸稳定性和机械物理性能,使工件在服役过程中产生应力变形和失效,尺寸精度得不到保证。振动时效的焊接技术运用在各行各业的体现,振动时效设备技术的不断发展、经济效果日益明显,应用范围不断扩大。能充分适应现代工业社会对能源和环保的要求,将会获得更广阔的发展空间。振动时效设备轻便易携,工艺简单,适应性强,自动化程度高,不受工件大小、重量、地点限制,是消除残余应力的设备。残余应力的大小和分布在材料制造和使用中需要被考虑到。上海机床消除应力哪家好
同时,焊接残余力可能引起结构的脆性断裂,拉伸残余应力会降低疲劳强度和腐蚀抗力,压缩残余应力会减小稳定性极限。因此,焊接残余应力一直是焊接界关注的重点问题之一。焊接应力是不可避免的,焊接操作结束后,一方面使构件产生焊接变形释放一部分焊接应力,另外则以残余应力形式存在,但是所有焊接构件,一般而言均存在残余应力和变形。我们可以通过一些方法,来控制焊接残余应力。1)在保证焊件结构强度的前提下,可适量采用冲压结构,以减少焊接结构,尽量减少焊缝的数量化和截面尺寸。同时,焊缝不要过于集中,以防局部区域的热量输入过大。(2)焊缝尽量布置在较大工作应力区以外,防止焊接残余应力与外部载荷产生应力叠加,影响构件测承载能力,并尽量防止焊缝过于集中、交叉、保持较好的焊接操作性。上海振动时效去应力测试设备测量残余应力可以评估材料的质量。
对一些铸件一般可采用自然时效的方法消除残余应力,自然时效可降低10%~30%的残余应力。加静载使有残余应力的部位发生屈服而使残余应力松弛,有反复弯曲法、旋转扭曲法和拉伸法。加动载则分为振动或锤击法,可消除残余应力。其中,振动处理主要用于铸件和焊接件和一定结构的锻件锤击处理主要用于焊接件,在焊接过程中进行,可部分消除残余应力。锤击处理很早就被引入焊接件残余应力的处理中,以防止裂纹产生。锤击力、锤击的频次、锤击的温度范围等对不同材料的焊接结构残余应力的消除有较大影响。
对受压焊件稳定性的影响:焊接杆件受压时,焊接残余应力与外载所引起的应力相叠加,可能使杆件局部屈服或使杆件局部失稳,杆件的整体稳定性将因此而降低。残余应力对稳定性的影响取决于杆件的几何形状和内应力分布。残余应力对非封闭截面(如工字形截面)杆件的影响比封闭截面(如箱形截面)的影响大。对加工精度的影响:焊接残余应力的存在对焊件的加工精度有不同程度的影响。焊件的刚度越小,加工量越大,对精度的影响也越大。对尺寸稳定性的影响:焊接残余应力随时间发生一定的变化,焊件的尺寸也随之变化。焊件的尺寸稳定性又受到残余应力稳定性的影响。残余应力的大小和分布需要适当的测量技术,比如X-ray衍射等。
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,使金属展开,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。残余应力常常是由制造工艺不当或材料组成不合理引起的。上海屈服应力检测仪
残余应力可能会导致材料的疲劳破坏。上海机床消除应力哪家好
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。上海机床消除应力哪家好
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