超声波冲击消除焊接应力工艺:超声冲击是一种消除工件表面或焊缝区的残余拉应力,并在工件表面形成压应力的方法。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。以上多方面因素有效地改善了焊接接头的疲劳性能。大量实验数据表明,超声冲击可使钢制焊接接头的疲劳强度提高60~180%,疲劳寿命延长10~135倍;使铝、钛有色金属焊接接头的疲劳强度提高26~48%,疲劳寿命延长5~45倍。超声冲击产品也已形成系列化产品,可普遍应用于船舶、石化、航空、铁路、风力涡轮机、钢或复合材料桥梁,重型起重机械等领域,适用于各种材料焊接结构的焊后处理,达到延长焊接结构疲劳寿命、提高其疲劳强度的目的,并且能在一定程度上消除焊接过程应力和残余应力,特别适用于普通接头、承载接头以及异种材料焊接接头等结构的焊后处理。残余应力的大小和分布在材料制造和使用中需要被考虑到。上海金属应力从什么算起
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。上海塑胶件应力路径残余应力的变化可能会导致材料的失效和损伤。
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。
振动时效机去应力适用于结构钢、合金钢、不锈钢、铸铁、有色金属等材质的铸件、锻件、焊接件及机加工件的应力消除。是将一个具有偏心重块的电机系统(激振器)用卡具安放在工件上并通过调整电机的转速使工件达到好的震动效果。当外载产生的应力与结构中某区域的残余应力叠加之和达到屈服点时,这一区域的材料就会产生局部塑性变形,丧失了进一步承受外载的能力,造成结构的有效截面积减少,结构的刚度也随之降低。对受压杆件稳定性的影响。当外载引起的压应力与残余应力中的压应力叠加之和达到屈服点,这一部分截面就丧失进一步承受外载的能力,这就削弱了构件的有效截面积,并改变了有效截面积的分布,降低了受压杆件的稳定性。残余应力是一个面向多学科的研究课题。
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。残余应力的分布是一个难以完全预测和掌握的问题。上海盲孔法应力原理
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。上海金属应力从什么算起
应力检测包含对工件表层应力检测,一定深度的应力检测,对应力进行定性定量的分析。常常用在产品生产过程中质量检测,还有根据应力分布的情况进行工艺的改进,涉及的应力有机械加工应力、铸造应力、焊接应力、3D打印应力、冷加工应力等。检测方法有1.盲孔法应力检测:盲孔法应力检测盲孔法应力检测属于有损检测法,在有残余应力的的构件上钻一小孔,使孔的领域由于部分应力释放产生相应位移形变,经换算得到孔处原有应力。具体来说就是在金属零部件平衡状态下的原始应力场上钻孔...X射线应力检测X射线衍射主要是利用晶体X射线衍射的布拉格方程,依据晶体衍射峰的偏移方向和幅度来确定残余应力的性质和大小。属于无损检测,测试精度高。缺点是只能完成表层应力值测试:厚度等。上海金属应力从什么算起
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