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殘余應(yīng)力分析-殘余應(yīng)力分析是從哪些方面進行分析的呢,張華帶您從五個方面了解一下。
新聞出處:   2023-09-25 09:06:46
大多數(shù)人并不清楚殘余應(yīng)力分析的重要性,其實殘余應(yīng)力分析可以幫助我們更好的了解工件材料的性能,以及針對不同的工件所有著不同的限制,保證工件不超過一定閾值,相反也是在閾值內(nèi)可以更大限度的開發(fā)其性能和功能。那么關(guān)于殘余應(yīng)力分析是從哪些方面進行分析的呢,張華帶您從五個方面了解一下。

首先,殘余應(yīng)力分析要先來了解殘余應(yīng)力,殘余應(yīng)力、也稱內(nèi)應(yīng)力,是指當外部載荷去掉以后,仍存留在工件內(nèi)部的應(yīng)力。殘余應(yīng)力是由于金屬內(nèi)部組織,發(fā)生了不均勻的體積變化而產(chǎn)生的。其外界因素來自熱加工和冷加工。具有內(nèi)應(yīng)力的工件,是處在一種不穩(wěn)定狀態(tài)之中,其內(nèi)部的組織有強烈地恢復(fù)到?jīng)]有內(nèi)應(yīng)力的穩(wěn)定狀態(tài)的傾向。工件的形狀逐漸改變(如翹曲變形)從而喪失其原有精度。如果把存在內(nèi)應(yīng)力的工件裝配到機器中,則會因其在使用中的變形而破壞整臺機器的精度。

殘余應(yīng)力的來源追溯:外力使零件變形,其中引起塑性變形的外力作的功,以零件內(nèi)部材料變形而存貯在零件內(nèi)。當外力消除以后,應(yīng)力不均勻的能量要釋放出來,引起了零件緩慢地變形,即殘余應(yīng)力作功,直到能量全部釋放出來為止。在機械制造中,各種工藝過程往往都會產(chǎn)生殘余應(yīng)力。但是,如果從本質(zhì)上講,產(chǎn)生殘余應(yīng)力的原因可以歸結(jié)為:

(1)不均勻的塑性變形;

(2)不均勻的溫度變化;

(3)不均勻的相變。

殘余應(yīng)力分析殘余應(yīng)力對工件的影響有哪些:

(1)引起物體尺寸和形狀的變化。當在變形物體內(nèi)存在殘余應(yīng)力時,則物體將會產(chǎn)生相應(yīng)的彈性變形或晶格畸變。若此殘余應(yīng)力因某種原因消失或其平衡遭到破壞,此相應(yīng)的變形也將發(fā)生變化,引起物體尺寸和形狀改變。

(2)使零件的使用壽命縮短。因殘余應(yīng)力本身是相互平衡的,所以當具有殘余應(yīng)力的物體受載荷時,在物體內(nèi)有的部分的工作應(yīng)力,為外力所引起的應(yīng)力與此殘余應(yīng)力之和,有的部分為其差,這樣就會造成應(yīng)力在物體內(nèi)的分布不均。此時工作應(yīng)力達到材料的屈服強度時,物體將會產(chǎn)生塑性變形;達到材料的斷裂強度時,物體將會產(chǎn)生斷裂,從而縮短了零件的使用壽命。

(3)降低了金屬的塑性、沖擊韌性。當具有殘余應(yīng)力的物體繼續(xù)進行塑性加工時,由于殘余應(yīng)力的存在可加強物體內(nèi)的應(yīng)力和變形的不均勻分布,使金屬的變形抗力升高,塑性降低。

(4)降低金屬的耐蝕性以及和疲勞強度等。由于零件內(nèi)部的殘余應(yīng)力,使其處于高能量狀態(tài),易與氧化介質(zhì)發(fā)生化學作用,造成腐蝕,即應(yīng)力腐蝕,從而降低了零件的耐蝕性,殘余應(yīng)力還改變了材料表面受載時的應(yīng)力分布,降低疲勞強度。

殘余應(yīng)力分析殘余應(yīng)力對零件切削加工影響:對切削加工過程的影響車削零件的毛坯,一般為鑄件、鍛件、型材和經(jīng)過熱處理的半成品,由于毛坯在形成的過程中,有過溫度的劇烈變化及受力變形,因此內(nèi)部具有殘余應(yīng)力,在切削時形狀發(fā)生變化,原應(yīng)力平衡狀態(tài)被打破,導(dǎo)致了切削過程的變形。

減小和消除殘余應(yīng)力的措施和方法:

1 采用合理的工藝結(jié)構(gòu)在零件的設(shè)計時,采用合理的工藝結(jié)構(gòu),避免厚薄不勻,尖角結(jié)構(gòu)等,鑄件宜使用鑄造圓角。

2 合理安排工藝路線對于精密零件,粗、精加工分開。對于大型零件,由于粗、精加工一般安排在一個工序內(nèi)進行,故粗加工后先將工件松開,使其自由變形,再以較小的夾緊力夾緊工件進行精加工。

3 采用合理的切削條件。在零件的精加工時,使用較小的切削和走刀量以及較高的切削速度,使用鋒利的刀具和使用切削液進行潤滑冷卻,以減小切削力和降低切削溫度,減小殘余應(yīng)力。

4 采取時效處理技術(shù)