苏州屈服应力测量方法

时间:2024年01月28日 来源:

残余应力的检测方法有很多,根据其测试过程对被测构件是否产生破坏,可以分为有损检测法和无损检测法。有损检测法:有损检测法分为钻孔法、压痕法、环心法、切槽法、取条法等,较为常见的是钻孔法(也称盲孔法),是一种对构件破坏性相对较小的检测方法。操作时对存在残余应力构件的表面钻一个小孔,使小孔处的残余应力得以释放,再通过粘贴在孔邻近区域的应变片来测量相应的位移和应变,较后可以通过计算来得到在钻孔处深度方向上的平均残余应力值。钻孔法需要对待测物体局部取样,而且测试后损坏不可逆,一般适用于棒形或管形的物体。但又因为其会对被测部件造成损伤的缺点,严重制约了它的应用范围和发展前景。残余应力会影响材料的成形和性能。苏州屈服应力测量方法

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焊接时残余的应力对于构建的危害:对疲劳强度的影响。残余应力的存在使变载荷的应力循环发生偏移,这种偏移,只改变其平均值,不改变其幅值。结构的疲劳强度与应力循环的特征有关,当应力循环的平均值增加时,其极限幅值就降低,反之则提高。因此,如应力集中处存在着拉伸残余应力,疲劳强度将降低。对焊件加工精度和尺寸稳定性的影响。机械加工把一部分材料从焊件上切除时,此处的残余应力也被释放。残余应力原来的平衡状态被破坏,焊件发生变形,加工精度受影响。对应力腐蚀开裂的影响。应力腐蚀开裂时拉伸残余应力和化学腐蚀共同作用下产生裂纹的现象,在一定材料和介质的组合下发生。应力腐蚀开裂所需的时间和残余应力大小有关,拉伸残余应力越大,应力腐蚀开裂的时间越短。苏州屈服应力测量方法残余应力的测量需要注意材料的表面情况和处理方式。

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热时效法:传统、也是较普及的方法——热时效法,把工件放进热时效炉中进行热处理,慢慢消除应力。这种方法的缺点也非常明显,比如卫星制造厂对温度控制要求非常严格的铝合金工件以及长达十米或者更大的巨型工件都无法用这种方法处理。而且这种方法还带来了大量的污染和能源消耗,随着中国及世界范围内对环保的进一步要求,热时效炉的处理方式马上面临退出的境地。利用亚共振来消除应力:种方法虽然解决了热时效的环保问题,但是使用起来相当烦琐,要针对不同形状的工件编制不同的时效工艺,如果有几百上千种工件就要编几百上千种工艺,而且在生产时操作相当复杂,需要操作者确定处理参数,复杂工件必须是熟练的专业技术人员才能操作。更令人遗憾的是这种方法只能消除23%的工件应力,无法达到处理所有工件的目的。

自然时效消除残余应力:自然时效是通过把零件暴露于室外,经过几个月至几年的时间,使其尺寸精度达到稳定的一种方法。大量的试验研究和生产实践证明,自然时效具有稳定铸件尺寸精度的良好效果。然而,经过自然时效的工件,其残余应力的变化并不明显,铸件试样放置一年以后,残余应力只降低2-10%;实测机床床身残余应力的结果表明,进行为期一年的自然时效后,较大残余应力由80N/mm降至70N/mm平均残余应力由38N/mm降至30N/mm,即只降低了大约10-20%。由此可见,经自然时效后已停止变形的铸件,仍然残存着相当大的残余应力。对于那些使用时需承受很大载荷的铸件,当在较高残余应力上再叠加使用应力时就有可能影响铸件的使用性能,因此必须慎重考虑是否应该采用这种时效方法。残余应力可以通过材料表面的形貌和形变进行观测。

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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。残余应力是一个面向多学科的研究课题。苏州屈服应力测量方法

残余应力测量需要考虑多种因素的影响,如环境温度、湿度等。苏州屈服应力测量方法

因为水压试验时容器所承受的试验压力均大于容器的工作压力, 例如钢制压力容器其试验压力为容器工作压力的1. 25 倍, 所以容器在进行水压试验的同时, 对容器材料进行了一次相当于机械拉伸的膨胀, 从而消除了部分焊接残余应力。试验结果表明, 当容器材料选定时, 残余应力消除效果与水压试验的压力成正比, 因此可以适当的提高水压试验的压力以利于消除残余应力。由于水压试验是压力容器制造过程中必经的工序, 因此采用此方法无需增加设备的投入, 工期短, 成本低, 体现了良好的经济效益。目前国内常温使用的低压容器已开始采用此技术消苏州屈服应力测量方法

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