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殘余應力有哪些影響?
發(fā)布時間:2024-09-09 10:31:54來源:《應力與變形控制》公眾號瀏覽:933次

金屬構件(鑄件、焊接件、鍛件),在加工過程中,產生殘余應力,高者在屈服極限附近。構件中的殘余應力大多數表現出很大的危害作用;如使構件的強度降低、降低工件疲勞極限、造成應力腐蝕和脆性斷裂,由于殘余應力的松弛,使構件產生變形,影響了構件的尺寸精度。因此降低和消除構件的殘余應力就顯得十分必要。

1)對屈服極限的影響

如果材料具有拉伸殘余應力,相當于提高了應力-應變曲線的坐標原點,即相當于降低了材料的拉伸屈服極限。如果材料具有壓縮殘余應力的情況,使拉伸屈服極限提高,而壓縮屈服極限降低。

2)對疲勞壽命的影響

當受到交變應力的構件存在壓縮殘余應力時,該構件的疲勞強度會有所提高,而存在拉伸殘余應力時, 其疲勞強度會有所下降。因此在實際應用中往往通過表面硬化處理產生壓縮殘余應力,從而有效地提高疲勞強度。

3)對構件變形的影響

殘余應力對構件變形的影響包括兩個方面:一是構件抗靜、動載荷的變形能力;另一方面是荷載卸除后變形的恢復能力。



4)對脆性破壞的影響

脆性破壞是構件在幾乎不存在塑性變形的情況下突然開裂。它在溫度突然下降或變形速度突然增大的情況下最容易發(fā)生。殘余應力是作為初始應力存在于構件內,特別是拉伸殘余應力與作用拉應力疊加而加速了脆性破壞。

5)對應力腐蝕開裂的影響

試驗證明,拉應力和腐蝕共存是應力腐蝕的必要條件。拉應力使腐蝕破壞加速,這是應力對腐蝕的作用。而殘余應力的存在則必有拉伸應力,因此對于承受腐蝕的金屬構件來說,殘余應力也起到了應力腐蝕的作用。

對于壓縮殘余應力則恰恰相反,可以防止和減低應力腐蝕開裂現象。防止應力腐蝕開裂的現場措施有表面壓延、噴丸和氮化處理等,其原理都是使構件表面產生壓縮殘余應力。

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