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无锡工业级应力是怎么产生的

来源: 发布时间:2023年10月11日

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。测量残余应力需要使用高精度仪器和技术。无锡工业级应力是怎么产生的

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对一些铸件一般可采用自然时效的方法消除残余应力,自然时效可降低10%~30%的残余应力。加静载使有残余应力的部位发生屈服而使残余应力松弛,有反复弯曲法、旋转扭曲法和拉伸法。加动载则分为振动或锤击法,可消除残余应力。其中,振动处理主要用于铸件和焊接件和一定结构的锻件锤击处理主要用于焊接件,在焊接过程中进行,可部分消除残余应力。锤击处理很早就被引入焊接件残余应力的处理中,以防止裂纹产生。锤击力、锤击的频次、锤击的温度范围等对不同材料的焊接结构残余应力的消除有较大影响。机械应力减少振动消除应力设备经过多年发展,已成为机械加工制造业不可或缺的专门产品。

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消除应力用振动时效:构件经过焊接、铸造、锻造、机械加工等工艺工程其内部产生了残余应力,它极大地影响了构件的尺寸稳定性刚度、强度、疲劳寿命和机械加工性能,甚至导致裂纹和盈利腐蚀。振动时效仪就是利用共振、亚共振的方式对构件进行时效处理,降低和均化构件的残余应力,以保证工件尺寸稳定性。1、投资少与热时效相比,它无需庞大的时效炉,可节省占地面积与高昂的设备投资。2、生产周期短自然时效需经几个月的长期放置,热时效亦需经数十小时的周期方能完成,而振动时效一般只需振动数十分钟即可完成。3、使用方便振动时效设备体积小、重量轻、便于携带,我国目前生产的激振器可振动处理300吨以下的零件,但振动时效设备本身只重几十公斤。4、无废气机辐射污染随着环境保护越来越高,大量的热时效炉被拆除,而目前油炉和煤炉的排放扔不达标,而起尽管振动时效有一定噪声,但通过隔离,或错开工作时间等均可得到克服,故振动时效变成了去应力工艺的选择。5、节约能源、降低成本。

在360 ~840℃进行锤击效果较好,增加锤击力可以提高残余应力的消除效果,焊缝中心处产生较大残余压应力。振动时效是20世纪70年代发展起来的一种消除残余应力的方法,具有能耗低、时间短、设备投资少、场地占用小、无环境污染等特点,在许多场合可以代替热时效,达到消除或部分消除焊接结构等零件残余应力的目的,在欧美国家已得到普遍应用。振动时效是对构件施加交变应力,如果这种交变应力与构件某点的残余应力相叠加,达到材料的屈服强度,则该点将产生局部的塑性变形;如果这种应力能够使得材料中的某些点产生晶格滑移,即便应力远没有达到材料的屈服强度,这些点也会发生塑性变形。塑性变形往往是发生在残余应力较大处,因此使这些点的残余应力得以释放。对于大型焊接件,振动时效的处理效果与热时效是一致的。残余应力的测量结果需要经过严格的数据处理和分析。

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一般在外力消除后仍保留在金属内部的应力称为残余应力或内应力。残余应力是由于金属的不均匀变形和不均匀的体积变化造成的。残余应力按内应力作用范围,可分为宏观内应力(一类残余应力)、晶界内应力(第二类残余应力)和晶格畸变内应力(第三类残余应力)。一般宏观内应力:当金属发送不均匀变形,而物体的完整性又限制这种不均匀变形的自由发展时,在金属物体内大部分体积之间产生互相平衡起来的应力,这种因变形不均匀所出现的应力称为宏观内应力。晶间内应力:由于金属各晶粒的空间取向不同,在发送变形时,相邻的两个晶粒发生了不均匀变形,两者之间相互制约而产生平衡,阻碍变形的自由发展,变形结束后残留在晶体内形成晶间内应力。残余应力会影响材料的成形和性能。无锡工业级应力是怎么产生的

残余应力常常由加工、热处理等过程引起。无锡工业级应力是怎么产生的

液压超载法:可控条件下, 对容器施加一次或多次比其工作状态下稍大的外载荷。该载荷形成的应力与容器局部存在的焊接残余应力叠加, 当合成应力达到材料屈服极限时, 局部区域便产生了塑性变形,随着外加应力值的增加, 合成应力达到屈服极限的范围增大, 产生塑性变形的范围也应相应增大,但应力值没有增加或增加不多。由于容器本身是连续的, 在外载荷卸除过程中, 屈服变形区域与弹性变形区域同时以弹性状态回复, 存在与容器内部的焊接残余应力随之获得释放而被部分消除。此技术一般是通过水压试验来进行的, 这对于一些焊后需要进行液压试验的焊接容器特别有意义。无锡工业级应力是怎么产生的