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。残余应力是材料制造和应用中需要充分考虑的因素。上海铸造消除应力仪器哪家好
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。上海振动时效去应力检测设备哪家好残余应力可能会导致材料的性能下降。
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。
采用合理的工艺参数及合适的加工方法。如先用小直径焊丝,采用较小的焊接电流及提高焊接速度等方法来控制焊接热输入,也可采用预热、加热减应区及捶击等方法,来减少焊缝的焊接残余应力。物体由于外因(受力、湿度、温度场变化等)而变形时,在物体内各部分之间产生相互作用的内力,以抵抗这种外因的作用,并试图使物体从变形后的位置恢复到变形前的位置。机床所需要释放的应力全称是机械应力,是床身等构件在热成型加工中产生的。由于机床高精密加工精度需要达到微米甚至纳米级,这种在铸造中产生的内应力带来的形变误差是不能接受的,所以机床需要释放应力。简单来说就是机床相关构件在热加工当中会产生应力,这种应力会导致构件产生一定的形变,而这种形变会影响到机床的精度,所以越是高精密的机床就越需要释放应力,以此来保证机床的精度和稳定性。残余应力测量需要对材料的各项性质进行充分的测试和分析。
热时效通过加热炉,加热棒等加热措施, 使构件在加热作用下升温到能使构件释放残余应力所需的指定温度,并进行相应的工艺处理,使环境的温度维持数小时后,然后通过工艺处理完成降温来实现残余应力的降低的过程称为热时效。该方法消除残余应力的效果明显, 在目前的构件、材料生产中经常被使用, 但是该方法需要搭建完善的加热系统,整体成本较高,且耗能巨大,并且会对环境造成严重污染。同时该方法多数运用在大结构刚体, 对于一些小型的精密零件就显得无能为力。因为这些明显的劣势,热时效目前大有被振动时效取代的趋势。残余应力的分布可能会在复杂结构的材料中呈现出复杂性。上海锻压消除应力检测设备哪家好
残余应力常常是由材料中的缺陷引起的。上海铸造消除应力仪器哪家好
消除应力的方法大约有四种。其一就是自然时效,通过自然放置消除应力,这种方法耗时过长,难以适应现代科技及生产需要;其二是大程度传统、也是大程度普及的方法——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比较全退出的境地。第三种方法——利用亚共振来消除应力,这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。可知的第四种方法就是振动时效消除应力,通过机械组装使之形成了一整套消除应力设备,它可以使工件在短时间内达到消除应力的作用,覆盖所有需要消除应力的工件。上海铸造消除应力仪器哪家好
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