无锡正规应力减少办法

如何严格地控制残余应力的分布？工程机械结构件焊接残余应力的存在是必然的。由于残余应力的存在，对于那些承载较大的部件来说应力检测如何严格地控制残余应力的分布是至关重要的，因为完全消除残余应力是不可能的。消除残余应力的方法是通过变形来实现的，如果使结构件产生变形，其变形的规律是难以人为控制的。变形小，结构件的尺寸精度受到影响；变形大，构件无法满足设计要求。对于工程机械结构件来说，当未采取任何控制措施时，其拉、压应力的分布是非常不均匀的，这是由工程机械结构件的几何形状复杂，焊缝相对比较集中的特点所决定的。对于焊接残余应力的控制方法，常用的有:自然时效，但由于工程机械产品的生产周期较短，无法采用；低温退火，由于受其尺寸较大，建造大型退火炉成本太高，特别是运行成本更高，且浪费能源，如果采用煤作为燃料，又易造成环境污染；方法就是振动时效设备，既克服了上述两种方法的缺点，又能达到控制结构件焊接残余应力的目的。对于生产类似较为复杂的焊接件，有着非常重要的借鉴和指导作用。残余应力的研究需要结合材料力学、热学等学科。无锡正规应力减少办法

正应力与剪应力：同截面垂直的称为正应力或法向应力，同截面相切的称为剪应力或切应力。应力会随着外力的增加而增长，对于某一种材料，应力的增长是有限度的，超过这一限度，材料就要破坏。对某种材料来说，应力可能达到的这个限度称为该种材料的极限应力。极限应力值要通过材料的力学试验来测定。将测定的极限应力作适当降低，规定出材料能安全工作的应力较大值，这就是许用应力。材料要想安全使用，在使用时期内的应力应低于它的极限应力，否则材料就会在使用时发生破坏。有些材料在工作时，其所受的外力不随时间而变化，这时其内部的应力大小不变，称为静应力；还有一些材料，其所受的外力随时间呈周期性变化，这时内部的应力也随时间呈周期性变化，称为交变应力。材料在交变应力作用下发生的破坏称为疲劳破坏。通常材料承受的交变应力远小于其静载下的强度极限时，破坏就可能发生。另外材料会由于截面尺寸改变而引起应力的局部增大，这种现象称为应力集中。对于组织均匀的脆性材料，应力集中将较大降低构件的强度，这在构件的设计时应特别注意。无锡正规应力减少办法残余应力的研究需要综合使用材料科学、力学等多门学科知识。

残余应力都集中在焊缝附近，当焊接残余应力与承载的工作应力叠加，其数值超过材料的屈服极限时，工件就会再焊缝附近产生焊接变形，断裂等现象。研究残余应力的影响不只考虑其数值的大小，而残余应力的方向也是重要因素，用盲孔法残余应力检测仪可以对焊接残余应力值的大小和方向进行测量。在分析残余应力的影响时，即使焊接构件的残余应力值远远低于其材料的屈服极限，但如果存在严重的应力集中，那么焊接构件在其运输和使用过程中也会因残余应力的释放而发生性的塑性变形。

模型的简化和优化是很重要的一步，并不是拿到一个模型就不管三七二十一进行模型的构建了，首先需要对需要建立的模型进行思考：比如对于几何和载荷均对称的结构是否可以采用对称模型提高计算效率？有些部位并不是应力重点关注区域，是否可以在不影响需要关注区域应力计算准确度的情况下简化此区域？在形状突变可能会产生应力奇异的部位是否可以通过合理优化模型以防止其产生：① 建模时，尽量避免出现截面突变区域的存在；② 忽略非关注区域的几何突变，如螺栓孔的螺纹等；③ 无法避免，则应采用结构过渡进行优化，如接管与壳体连接处的倒圆角。残余应力的大小和分布会影响材料的机械性能。

超声波消除应力的工作原理：超声波冲击设备主要用适用于消除焊接工艺产生的内应力、焊趾表面缺陷。防止工件因应力释放造成的变形或开裂，并能抑制裂纹萌生。提高焊缝的屈服强度和疲劳寿命，增加表面硬度。超声波时效振动机的工作原理：超声波应力消除机利用大功率的超声波冲击金属物体表面，由于超声波的高频、聚焦下的能量，使金属表层产生较大的压塑性变形。可明显提高焊接接头的疲劳寿命和疲劳强度。焊后处理焊趾部位，使之平滑过渡，从而降低余高造成的应力集中，消除焊趾表面的缺陷同时在焊趾处产生较大的压缩塑性变形，产生了残余压缩应力，调整了焊接残余应力场，并使焊趾部位得到强化和硬化。超声冲击设备作为焊后处理设备，它能同时改善影响焊缝质量的多个因素，如应力、缺陷、焊趾几何形状、表面强化等几个方面，所以对提高焊接接头的疲劳性能有事半功倍的效果，可使处理后的焊接接头的疲劳强度提高50%-120%，疲劳寿命延长5—100倍。由于采用超声波时效仪处理设备处理后，省去了传统的打磨及去渣工序，节约了劳动时间20%，降低了劳动强度，提高了生产效率。残余应力的研究对于材料的应用和改进有重要的意义。无锡正规应力减少办法

残余应力是材料制造和应用中需要充分考虑的因素。无锡正规应力减少办法

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。无锡正规应力减少办法