云龍區(qū)應(yīng)力應(yīng)變測試 應(yīng)力應(yīng)變檢測服務(wù)中心

時(shí)間：2020-09-15作者：江蘇廣分檢測技術(shù)有限公司瀏覽：51

（1）應(yīng)力概念  

通常講，一個(gè)物體，在沒有外力和外力矩作用、溫度達(dá)到平衡、相變已經(jīng)終止的條件下，其內(nèi)部仍然存在并自身保持平衡的應(yīng)力叫做內(nèi)應(yīng)力。 

按照德國學(xué)者馬赫勞赫提出的分類方法，內(nèi)應(yīng)力分為三類：  

第Ⅰ類內(nèi)應(yīng)力是存在于材料的較大區(qū)域（很多晶粒）內(nèi)，并在整個(gè)物體各個(gè)截面保持平衡的內(nèi)應(yīng)力。當(dāng)一個(gè)物體的第Ⅰ類內(nèi)應(yīng)力平衡和內(nèi)力矩平衡被破壞時(shí)，物體會(huì)產(chǎn)生宏觀的尺寸變化。  第Ⅱ類內(nèi)應(yīng)力是存在于較小范圍（一個(gè)晶粒或晶粒內(nèi)部的區(qū)域）的內(nèi)應(yīng)力。 

第Ⅲ類內(nèi)應(yīng)力是存在于小范圍（幾個(gè)原子間距）的內(nèi)應(yīng)力。  

在工程上通常所說的殘余應(yīng)力就是第Ⅰ類內(nèi)應(yīng)力。到目前為止，第Ⅰ類內(nèi)應(yīng)力的測量技術(shù)較為完善，它們對材料性能和構(gòu)件質(zhì)量的影響也研究得較為透徹。 除了這樣的分類方法以外，工程界也習(xí)慣于按產(chǎn)生殘余應(yīng)力的工藝過程來歸類和命名，例如鑄造應(yīng)力、焊接應(yīng)力、熱處理應(yīng)力、磨削應(yīng)力、噴丸應(yīng)力等等，而且一般指的都是第Ⅰ類內(nèi)應(yīng)力。  

（2）應(yīng)力作用  

機(jī)械零部件和大型機(jī)械構(gòu)件中的殘余應(yīng)力對其疲勞強(qiáng)度、抗應(yīng)力腐蝕能力、尺寸穩(wěn)定性和使用壽命有著十分重要的影響。適當(dāng)?shù)摹⒎植己侠淼臍堄鄩簯?yīng)力可能成為提高疲勞強(qiáng)度、提高抗應(yīng)力腐蝕能力，從而延長零件和構(gòu)件使用壽命的因素；而不適當(dāng)?shù)臍堄鄳?yīng)力則會(huì)降低疲勞強(qiáng)度，產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕，失去尺寸精度，甚至導(dǎo)致變形、開裂等早期失效事故。  

（3）應(yīng)力的產(chǎn)生  在機(jī)械制造中，各種工藝過程往往都會(huì)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  

（4）應(yīng)力的調(diào)整  針對工件的具體服役條件，采取一定的工藝措施，消除或降低對其使用性能不利的殘余拉應(yīng)力，有時(shí)還可以引入有益的殘余壓應(yīng)力分布，這就是殘余應(yīng)力的調(diào)整問題。  通常調(diào)整殘余應(yīng)力的方法有： 

①自然時(shí)效  

把構(gòu)件置于室外，經(jīng)氣候、溫度的反復(fù)變化，在反復(fù)溫度應(yīng)力作用下，使殘余應(yīng)力松弛、尺寸精度獲得穩(wěn)定。一般認(rèn)為，經(jīng)過一年自然時(shí)效的工件，殘余應(yīng)力僅下降2%～10%，但工件的松弛剛度得到了較大地提高，因而工件的尺寸穩(wěn)定性很好。但由于時(shí)效時(shí)間過長，一般不采用。 

②熱時(shí)效  

熱時(shí)效是傳統(tǒng)的時(shí)效方法，利用熱處理中的退火技術(shù)，將工件加熱到500～650℃進(jìn)行較長時(shí)間的保溫后再緩慢冷卻至室溫。在熱作用下通過原子擴(kuò)散及塑性變形使內(nèi)應(yīng)力消除。從理論上講采用熱時(shí)效，只要退火溫度和時(shí)間適宜，應(yīng)力可以完全消除。但在實(shí)際生產(chǎn)中通常可以消除殘余應(yīng)力的70～80%，但是它有工件材料表面氧化、硬度及機(jī)械性能下降等缺陷。 

③振動(dòng)時(shí)效  

振動(dòng)時(shí)效是使工件在激振器所施加的周期性外力作用下產(chǎn)生共振，松弛殘余應(yīng)力，獲得尺寸精度穩(wěn)定性。也就是在機(jī)械的作用下，使構(gòu)件產(chǎn)生局部的塑性變形，從而使殘余應(yīng)力得到釋放，以達(dá)到降低和調(diào)整殘余應(yīng)力的目的。其特點(diǎn)是處理時(shí)間短、適用范圍廣、能源消耗少、設(shè)備投資小，操作簡便，因此振動(dòng)時(shí)效在70年代從發(fā)達(dá)國家引進(jìn)后在國內(nèi)被大力推廣。 

④靜態(tài)過載法      

靜態(tài)過載法是以靜力或靜力矩的形式，暫時(shí)加載于構(gòu)件上，并在這種載荷下保持一段時(shí)間，從而使零件尺寸精度獲得穩(wěn)定的時(shí)效方法。用于焊接件時(shí)需要將載荷加大到使原來應(yīng)力與附加應(yīng)力之和接近于材料的屈服，才能消除殘余應(yīng)力。靜態(tài)過載法的精度穩(wěn)定性效果，取決于附加應(yīng)力的大小及應(yīng)力下保持時(shí)間。 特別指出，靜態(tài)過載法處理后構(gòu)件中仍然保持著相當(dāng)大的殘余應(yīng)力。 

⑤熱沖擊時(shí)效法  

1970年前后出現(xiàn)的一種新穎的穩(wěn)定工件尺寸精度的時(shí)效工藝法。其實(shí)質(zhì)就是將工件進(jìn)行快速加熱，使加熱過程中造成的熱應(yīng)力正好與殘余應(yīng)力疊加，過材料的屈服引起塑性變形，從而使原始?xì)堄鄳?yīng)力很快松弛并穩(wěn)定化。 

⑥聲波時(shí)效法  

聲波時(shí)效法首先在前蘇聯(lián)誕生，并在發(fā)達(dá)國家得到推廣，該方法起先主要應(yīng)用于船舶、核潛艇、航空航天等對消除應(yīng)力非常嚴(yán)格的軍事領(lǐng)域。 （5）應(yīng)力檢測方法  檢測振動(dòng)時(shí)效的效果實(shí)際上就是檢驗(yàn)工件中殘余應(yīng)力是否得以消除和均化，目前對殘余應(yīng)力的測試方法總的分為兩大類。一類是定量測量：如盲孔法、X射線法、磁測法、噴砂打孔法、切割法、套環(huán)法等；另一類是定性測試：如振動(dòng)參數(shù)曲線法、尺寸精度穩(wěn)定性法等


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