残余应力

时间:2024-07-20 03:18:56编辑:优化君

为什么会有残余应力

分类: 教育/科学 >> 科学技术 >> 工程技术科学
问题描述:

金属材料在产生应力的条件消失后,为什么有部分的应力会残留在物体内?为什么这些应力不会随外作用力一起消失?

解析:

金属材料在外力作用下发生塑性变形后会有残余应力出现!而只发生弹性变形时却不会产生残余应力.

原因:金属在外力作用下的变形是不均匀的,有的部位变形量大,而有的部位小,它们相互之间又是互相牵连在一起的整体,这样在变形量不同的各部位之间就出现了一定的弹性应力-----当外力去除后这部分力仍然存在,就是所谓的残余应力.根据它们存在的范围可分为:宏观应力\微观应力和晶格畸变应力.注意它们是在一定范围存在的弹性应力.


残余应力与残余压应力有何区别

你好,残余应力(又称内应力)是指当外部载荷去除以后,仍然残存在工件内部的应力.它是因为对工件进行热加工或冷加工,使金属内部宏观的或微观的组织发生不均匀的体积变化而产生的.具有残余应力的零件,其内部组织处于一种极不稳定的状态,有着强烈的恢复到无应力状态的倾向,因此不断地释放应力,直到其完全消失为止.在残余应力这一消失过程中,零件的形状逐渐变化,原有的加工精度逐渐丧失【摘要】
残余应力与残余压应力有何区别【提问】
你好,残余应力(又称内应力)是指当外部载荷去除以后,仍然残存在工件内部的应力.它是因为对工件进行热加工或冷加工,使金属内部宏观的或微观的组织发生不均匀的体积变化而产生的.具有残余应力的零件,其内部组织处于一种极不稳定的状态,有着强烈的恢复到无应力状态的倾向,因此不断地释放应力,直到其完全消失为止.在残余应力这一消失过程中,零件的形状逐渐变化,原有的加工精度逐渐丧失【回答】
亲,残余应力如果是压应力,则可提高疲劳强度,尤其是表面残余应力提高效果较为明显(---喷丸处理);如果是拉应力,则降低疲劳强度【回答】


解释钢材中残余应力的特点以及对构件强度和刚度的影响

残余应力的存在直接影响着构件的工作性能,残余应力产生原因以及会对工件产生哪些影响呢?

钢结构内的残余应力是构件在生产和制造过程中产生的塑性变形引起的,是构件尚未承受外力作用前存在于结构内部的一种初始自相平衡力系。在型材热轧以后的冷却过程中,在焊接、气割以及随后的冷却过程中,在冷弯校直的制作过程中,都会产生这类塑性变形,从而不可避免的导致残余应力的存在,所以钢结构中存在着残余应力是一种普遍现象。且根据其形状形成机理反映出残余应力具有以下的基本力学特性:残余应力是一种自相平衡的力系;沿构件轴线方向截面的纵向残余应力分布和大小受一系列因素影响,诸如截面的形状和尺寸、型钢和钢板的轧制、焊接工艺和材料性能等的影响。一般的说,截面尺寸越大,残余应力也越大。

由于生产的工艺不同,形成的残余应力性质也不尽相同,通常残余应力可分为三大类:热轧残余应力、焊接残余应力和冷弯残余应力。也可将前面两种统称热加工残余应力。热轧残余应力是由于型材在热扎以后的冷却过程中,截面各部分冷却速度不一致引起的。以宽翼缘工字型钢为例:因为翼缘两端暴露于空气中的面积大于翼缘与腹板交界处的面积,所以翼缘端部冷却速度较快,从而在冷却较慢的翼缘与腹板连接部产生塑性变形。然后当腹板继续冷却时,就在翼缘端部引起残余压应力,而在翼缘与腹板交界处,变形收缩受到端部的约束限制,从而产生残余拉应力。

焊接残余应力是由于构件在焊接过程中产生集中的局部热输入,引起不断变化的不均匀温度场,并引起塑性变形。在冷却以后,就在远离焊缝部位产生压应力,而在焊缝处产生拉应力。

冷弯残余应力主要是由于制作过程中的冷弯作用造成的。对于任一结构构件,沿其横截面的外侧表面,横向纤维因冷弯而被拉伸,相应的纵向纤维存在着收缩的趋势,由于受到周围其他部分的变形约束限制,纵向纤维无法收缩,从而导致沿外侧表面纵向产生残余拉应力;同理,在横向内侧表面,横向纤维因冷弯而被压缩,相应的纵向纤维存在着拉伸趋势,由于受周围变形限制而无法拉伸,导致沿内侧表面纵向产生残余压应力。

残余应力虽然是自相平衡的,对钢构件在外力作用下还是有影响。残余应力会影响构件的静载强度、构件的疲劳强度、构件的脆性、应力腐蚀开裂及构件的稳定性。所以,想要确定工件具有*好的工作性能,就需要及时消除残余应力。

想要了解残余应力如何消除,可访问南京聚航科技有限公司网站或者拨打热线电话进行咨询。【摘要】
解释钢材中残余应力的特点以及对构件强度和刚度的影响【提问】
残余应力的存在直接影响着构件的工作性能,残余应力产生原因以及会对工件产生哪些影响呢?

钢结构内的残余应力是构件在生产和制造过程中产生的塑性变形引起的,是构件尚未承受外力作用前存在于结构内部的一种初始自相平衡力系。在型材热轧以后的冷却过程中,在焊接、气割以及随后的冷却过程中,在冷弯校直的制作过程中,都会产生这类塑性变形,从而不可避免的导致残余应力的存在,所以钢结构中存在着残余应力是一种普遍现象。且根据其形状形成机理反映出残余应力具有以下的基本力学特性:残余应力是一种自相平衡的力系;沿构件轴线方向截面的纵向残余应力分布和大小受一系列因素影响,诸如截面的形状和尺寸、型钢和钢板的轧制、焊接工艺和材料性能等的影响。一般的说,截面尺寸越大,残余应力也越大。

由于生产的工艺不同,形成的残余应力性质也不尽相同,通常残余应力可分为三大类:热轧残余应力、焊接残余应力和冷弯残余应力。也可将前面两种统称热加工残余应力。热轧残余应力是由于型材在热扎以后的冷却过程中,截面各部分冷却速度不一致引起的。以宽翼缘工字型钢为例:因为翼缘两端暴露于空气中的面积大于翼缘与腹板交界处的面积,所以翼缘端部冷却速度较快,从而在冷却较慢的翼缘与腹板连接部产生塑性变形。然后当腹板继续冷却时,就在翼缘端部引起残余压应力,而在翼缘与腹板交界处,变形收缩受到端部的约束限制,从而产生残余拉应力。

焊接残余应力是由于构件在焊接过程中产生集中的局部热输入,引起不断变化的不均匀温度场,并引起塑性变形。在冷却以后,就在远离焊缝部位产生压应力,而在焊缝处产生拉应力。

冷弯残余应力主要是由于制作过程中的冷弯作用造成的。对于任一结构构件,沿其横截面的外侧表面,横向纤维因冷弯而被拉伸,相应的纵向纤维存在着收缩的趋势,由于受到周围其他部分的变形约束限制,纵向纤维无法收缩,从而导致沿外侧表面纵向产生残余拉应力;同理,在横向内侧表面,横向纤维因冷弯而被压缩,相应的纵向纤维存在着拉伸趋势,由于受周围变形限制而无法拉伸,导致沿内侧表面纵向产生残余压应力。

残余应力虽然是自相平衡的,对钢构件在外力作用下还是有影响。残余应力会影响构件的静载强度、构件的疲劳强度、构件的脆性、应力腐蚀开裂及构件的稳定性。所以,想要确定工件具有*好的工作性能,就需要及时消除残余应力。

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钢材中的残余应力是如何产生的?

热轧型钢中的热轧残余应力是因其热轧后不均匀冷却而产生的。其发生机理是:①在型钢热轧终结时,其截面各处的温度大体相同,但其边缘、尖角及薄细部位因与空气接触表面多而冷却凝固较快,其余部分冷却凝固较迟缓。先冷却部位常形成强劲的约束,阻止后冷却部位金属的自由收缩,从而常使随后冷却的部位受拉,在型钢中产生复杂的残余应力分布。②钢材在以后的调直和加工(剪切、气割、焊接等)还将改变“①”中的残余应力分布。钢材或构件经过退火或其它方法处理后,其残余应力可部分乃至全部消除。

产生残余应力的主要原因有哪些

残余应力(Residual Stress)是工件在制造过程中,将受到来自各种工艺等因素的作用与影响;当这些因素消失之后,若构件所受到的上述作用与影响不能随之而完全消失,仍有部分作用与影响残留在构件内,则这种残留的作用与影响就是残余应力。残余应力在机械制造中非常常见,往往各个工艺都会产生残余应力。不过,从本质上讲,产生残余应力的原因可以归结成三类。第一类是不均匀的塑性变形,第二类是不均匀的温度变化,第三类是不均匀的相变。从残余应力的分类可以看出,残余应力会引起物体缓慢变形,导致物体尺寸的改变,导致机械加工工件尺寸不合格,仪器生产中导致整台仪器丧失精度成为废品,铸造锻造工件出现裂纹甚至断裂,同时对其疲劳强度、抗应力腐蚀能力、尺寸稳定性和使用寿命等也有着十分重要的影响


残余应力产生的原因

机械加工和强化工艺都能引起残余应力。如冷拉、弯曲、切削加工、滚压、喷丸、铸造、锻压、焊接和金属热处理等,因不均匀塑性变形或相变都可能引起残余应力。残余应力一般是有害的,如零件在不适当的热处理、焊接或切削加工后,残余应力会引起零件发生翘曲或扭曲变形,甚至开裂。或经淬火、磨削后表面会出现裂纹。残余应力的存在有时不会立即表现为缺陷,而当零件在工作中因工作应力与残余应力的叠加,使总应力超过强度极限时,便出现裂纹和断裂。零件的残余应力大部分都可通过适当的热处理消除。残余应力有时也有有益的方面,它可以被控制用来提高零件的疲劳强度和耐磨性能。通常调整残余应力的方法有:1、加热,即回火处理,利用残余应力的热松弛效应消除或降低残余应力。2、施加静载,使工件产生整体或局部、甚至微区的塑性变形,也可以调整工件的残余应力。例如大型压力容器,在焊接之后,在其内部加压,即所谓的“胀形”,使焊接接头发生微量塑性变形,以减小焊接残余应力。3、振动时效,英文叫做Vibration Stress Relief,简称VSR 。在国际上,工业发达国家起始于上世纪50年代,我国从70年代研究和推广。4、锤击、喷丸、滚压等。喷丸强化是行之有效、应用广泛的强化零件的手段,喷丸的同时也改变了表面残余应力状态和分布,而喷丸产生的残余压应力又是强化机理中的重要因素。

焊接残余应力对结构性能有何影响

(1)对结构静力强度的影响:不影响结构的静力强度;
(2)对结构刚度的影响:残余应力使构件的变形增大,刚度降低;
(3)对压杆稳定的影响:焊接残余应力使压杆的挠曲刚度减小,从而必定降低其稳定承载能力;
(4)对低温冷脆的影响:在低温下使裂纹容易发生和发展,加速构件的脆性破坏;
(5)对疲劳强度的影响:焊接残余应力对疲劳强度有不利的影响,原因就在于焊缝及其近旁的高额残余拉应力。


简述焊接残余应力对结构性能的影响

  焊接残余应力是指在焊接过程中产生的由于焊接材料的热胀冷缩而造成的残余应力。这些残余应力对于焊接结构来说非常重要,因为它们会影响结构的力学性能和寿命。
  首先,焊接残余应力会导致结构的变形和裂纹,从而降低结构的耐久性和安全性。当焊接结构受到作用力时,残余应力会导致结构变形或破裂。如果残余应力超过了结构的承受极限,结构将会失效。
  其次,焊接残余应力会对结构的疲劳寿命产生影响。焊接过程中产生的残余应力会在结构的使用过程中不断积累,从而降低结构的疲劳寿命。如果结构所处的环境存在腐蚀和微动等因素,这种情况就会更加严重。
  最后,焊接残余应力还会影响结构的精度和稳定性。由于焊接残余应力的存在,结构的工作精度和稳定性会降低,从而影响结构整体的工作效率。因此,在焊接结构时,对于残余应力的控制显得尤为重要。


下列关于残余应力描述正确的有()。

下列关于残余应力描述正确的有()。

A.残余应力是指在没有外力作用的情况下,在物体内部保持平衡而存留的应力。



B.减小塑性变形能使已加工表面的残余应力减小。



C.提高切削温度能使已加工表面的残余应力减小。



D.残余应力会影响工件的形状和尺寸精度。



正确答案:残余应力是指在没有外力作用的情况下,在物体内部保持平衡而存留的应力。;减小塑性变形能使已加工表面的残余应力减小。;残余应力会影响工件的形状和尺寸精度。


减少焊接残余应力的措施有哪些?

1、设计要合理:减少焊缝数量,减少焊缝尺寸,选择合理的坡口,合理安排焊缝位置。2、工艺措施:反变形,刚性固定法,合理的焊接方法和工艺参数,合理的装配和焊接顺序。3、焊件在焊接过程中,热应力、相变应力、加工应力等超过屈服极限(Yieldstrength),以致冷却后焊件中留有未能消除的应力。 4、焊接冷却后的残余在焊件中的宏观应力称为残余焊接应力。焊接过程的不均匀温度场以及由它引起的局部塑性变形和比容不同的组织是产生焊接应力和变形的根本原因。5、焊接残余应力会导致焊接变形翘曲,后期的焊接开裂,应力腐蚀问题,极大影响焊接件的使用寿命,降低可靠性。

残余应力与残余压应力有何区咧

残余应力一般是指超出了弹性变形范围,当外力撤销后,仍然存在的变形以及由变形导致的应力,要获得残余压应力,就施加超过屈服极限的压力【摘要】
残余应力与残余压应力有何区咧【提问】
亲🥰残余应力是工件在制造过程中,将受到来自各种工艺等因素的作用与影响;当这些因素消失之后,若构件所受到的上述作用与影响不能随之而完全消失,仍有部分作用与影响残留在构件内,则这种残留的作用与影响就是残余应力。【回答】
压应力可以称残余压应力吗【提问】
亲🥰可以【回答】
残余应力一般是指超出了弹性变形范围,当外力撤销后,仍然存在的变形以及由变形导致的应力,要获得残余压应力,就施加超过屈服极限的压力【回答】


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