版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
1、残余应力的产生、释放与测量 一、残余应力的产生 产生残余应力的原因归结为三类:一是不均匀的塑性变形;二是不均匀的温度变化;三是不均匀的相变。 根据产生残余应力机理的不同,可将其分为热应力和组织应力,车轴热处理后的残余应力是热应力与组织应力的综合作用结果。由于构件内、外部温度不均,引起材料的收缩与膨胀而产生的应力称为“热应力”。热应力是由于快速冷却时工件截面温差造成的,淬火冷却速度与工件截面尺寸共同决定了热应力的大小。在相同冷却介质的情况下,淬火加热温度越高、截面尺寸越大、钢材热导率和线膨胀系数越大,均能导致淬火件内外温差增大,热应力越大。而加工过程中,由工件内外组织转变的时刻不同多引起的内应力
2、成为“组织应力”。淬火时,表层材料先于内部开始马氏体的相变,并引起体积膨胀,由于表层的体积膨胀受到未转变的心部的牵制,于是在试样表层产生压应力,心部产生拉应力。随着冷却的进行,心部体积膨胀有收到表层的阻碍。随着心部马氏体相变的体积效应逐渐增大,在某个瞬间组织应力状态暂时为零后,式样的组织应力发生反向,最终形成表层为拉应力而心部为压应力的应力状态。组织应力大小与钢的含碳量、淬火件尺寸、在马氏体转变温度范围内的冷却速度、钢的导热性及淬透性、加热温度、保温时间等因素有关。 二、残余应力的释放 消除或降低对采取一定的工艺措施,针对工件的具体服役条件, 其使用性能不利的残余拉应力,有时还可以引入有益的残
3、余压应力分布,这就是残余应力的调整问题。 通常调整残余应力的方法有: 自然时效 把工件置于室外,经气候、温度的反复变化,在反复温度应力作用下,使残余应力松弛、尺寸精度获得稳定。一般认为,经过一年自然时效的工件,残余应力仅下降2%10%,但工件的松弛刚度得到了较大地提高,因而工件的尺寸稳定性很好。但由于时效时间过长,一般不采用。 热时效 热时效是传统的时效方法,利用热处理中的退火技术,将工件加热到500650进行较长时间的保温后再缓慢冷却至室温。在热作用下通过原子扩散及塑性变形使内应力消除。从理论上讲采用热时效,只要退火温度和时间适宜,应力可以完全消除。但在实际生产中通常可以消除残余应力的708
4、0%,但是它有工件材料表面氧化、硬度及机械性能下降等缺陷。 振动时效 振动时效是使工件在激振器所施加的周期性外力作用下产生共振,松弛残余应力,获得尺寸精度稳定性。也就是在机械的作用下,使构件产生局部的塑性变形,从而使残余应力得到释放,以达到降低和调整残余应力的目的。其特点是处理时间短、适用范围广、能源消耗少、年代从发达国家引进后70设备投资小,操作简便,因此振动时效在在国内被大力推广。 静态过载法 静态过载法是以静力或静力矩的形式,暂时加载于构件上,并在这种 载荷下保持一段时间,从而使零件尺寸精度获得稳定的时效方法。用于焊接件时需要将载荷加大到使原来应力与附加应力之和接近于材料的屈服极限,才能
5、消除残余应力。静态过载法的精度稳定性效果, 取决于附加应力的大小及应力下保持时间。 特别指出,静态过载法处理后构件中仍然保持着相当大的残余应力。 热冲击时效法 1970年前后出现的一种新颖的稳定工件尺寸精度的时效工艺法。其实质就是将工件进行快速加热,使加热过程中造成的热应力正好与残 余应力叠加,超过材料的屈服极限引起塑性变形,从而使原始残余应 力很快松弛并稳定化。 超声波时效法 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军事领域。 但是以上等可以在一定程度上减小残余应力值,但都不能完全消除残余应力,为了获取比较好的应力状
6、态采取以下表面处理: 1、滚压工艺 滚压表面强化技术是一种简单有效的可以显著改善零件表面应力可以产生很大的残余状态从而提高其抗疲劳性能的终加工工艺手段。压应力和提高表面质量。 2、磨削工艺 精磨工序加工得到的工件表面存在较高一致性残余压应力。 3、喷丸工艺 4、表面淬火工艺 以上四种工艺都会对表面残余应力产生影响,既可以获得较好的表面组织,也可以调高表面残余压应力,提高车轴的使用寿命。 三、残余应力的测量 盲孔法 盲孔法测量残余应力的原理如图1所示,假设一个各向同性材料上某一区域内存在一般状态的残余应力场,其最大、最小主应力分别为1和2,在该区域表面上粘贴一专用应变花,在应变花中心打一小孔,引
7、起孔边应力释放,从而在应变花丝栅区域内产生释放应变,根据应变花测量的释放应变就可以计算出残余应力: 2 9 132 1 12 2 盲孔法残余应力测量原理图 图1 EE? ? ? 311B44A?22?2)(?33112?EE?(1) ? ? 3124A4B?22?2)(?33121?2?312?tg2? ?13式(1)中: 1、2、3 三个方向释放应变; 1、2 最大、最小主应力; 1与1号片参考轴的夹角; E 材料弹性模量; A、B 两个释放系数。 其中A、B系数与钻孔的孔径、应变花尺寸、孔深有关。 盲孔法测残余应力的误差主要有以下几个因素: 1、应变片的粘贴质量。应变片粘贴不好会引起数据漂
8、移和精度下降。 2、 钻孔装置安装时的对中偏心引起的误差。钻孔前必须用专用对中显微镜调整中心位置。 3、钻孔时产生的附加应变。它可以用两次钻孔并改变钻速的方法减小附加应变。 4、释放系数A、B值的误差。(A、B值的确定?) 型便携式数字残余应力检测仪主要用于盲孔法进行各种HT21B材料和结构的残余应力分析和研究,还能在静力强度研究中测量结构及材料任一点变形的应力分析仪器。如果配用相应的传感器,也可以测量力、压力、扭矩、位移和温度等物理量。 粘贴应变片 (1)将试件或弹性体表面贴片部位用细砂纸打磨去除氧化层,打磨方向应与应变片丝栅方向成45左右。(如何确定45方向?) (2)用脱脂棉棒蘸丙酮或无水乙醇将贴片部位擦洗干净,将应变片粘贴面擦洗干净。 (3)确定好45方向
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 斯坦福大学教材
- 教学查房汇报病史
- 神经系统检查教材
- 支气管后护理查房
- 护理行政管理查房
- 16-1电脑美术-反色效果(教案)人教版(2012)美术 五年级上册
- 2024年03月四川工业科技学院2024年招聘俄语专业人才笔试参考题库附带答案详解
- 2024年03月北京大学天然药物及仿生药物全国重点实验室2024年招聘笔试参考题库附带答案详解
- 科普知识竞赛试题
- 2024年02月深圳市爱阅公益基金会2024年招考1名人员笔试参考题库附带答案详解
- 田径社团活动记录40篇汇编
- 山东地铁隧道高压旋喷桩监理细则编
- 工程合同概述工程咨询合同
- 2023年江苏泰州兴化市“乡村振兴青年人才”选聘159人高频考点题库(共500题含答案解析)模拟练习试卷
- 园内幼儿安全防护与救助课件
- 天下3元魂珠计算器
- 高龄用工免责协议
- 高中思想政治课体验教学的研究的开题报告
- 人教五四学制版八年级《相对原子质量》评课稿
- 2023年广东技术师范大学招考聘用专业技术人员6人笔试历年难、易错考点试题含答案附详解
- 广东省茂名市高州市2022-2023学年六年级数学第二学期期末综合测试试题含解析
评论
0/150
提交评论