殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因及危害

一、 殘余應(yīng)力的形成

機(jī)械加工和金屬強(qiáng)化工藝都能引起殘余應(yīng)力。從大的方面來說產(chǎn)生殘余應(yīng)力的因素可以分為兩大類：一是外力；二是不平衡溫度場。能產(chǎn)生殘余應(yīng)力的外力有：冷拉、彎曲、切削加工、滾壓、噴丸等等。不平衡溫度場造成的殘余應(yīng)力最典型的就是鑄造、焊接和熱處理。鑄造件、焊接件存在殘余應(yīng)力這是大家所的。

1、 鑄造應(yīng)力的形成

我們知道，鑄件是鐵水澆入鑄型內(nèi)經(jīng)過冷卻凝固形成的。由于鑄件的壁厚并不是很均勻的，所以鑄件各部位凝固的時(shí)間速度也不相同。壁薄的部分凝固快，壁厚的部分凝固慢，隨著溫度的冷卻兩部分同一時(shí)刻進(jìn)入的狀態(tài)也不同。

“高" 厚壁部分 壁薄部分

↓ ↓

溫 液態(tài) 液態(tài)

↓ ↓

液態(tài) 塑性狀態(tài)

度 ↓ ↓

塑性狀態(tài) 彈性狀態(tài)

↓ ↓

“低" 彈性狀態(tài) 彈性狀態(tài)

鐵水進(jìn)入鑄型以后，隨著溫度的降低，壁薄部分提前凝固；而厚壁部分還處于液體狀態(tài)。溫度繼續(xù)降低，薄壁部分進(jìn)入彈性狀態(tài) ，厚壁部分進(jìn)入塑性狀態(tài) 。在這個(gè)期間雖然兩部分收縮不一致，但由于厚壁部分處于塑性狀態(tài)它們之間的作用力可以通過厚壁部分的變化而釋放。繼續(xù)冷卻兩部分均進(jìn)入了彈性狀態(tài)，由于厚壁部分溫度高，收縮量大，薄壁部分溫度低，收縮量小，薄壁部分阻止厚壁部分的收縮，薄壁受壓應(yīng)力，厚壁受拉應(yīng)力這種作用一直持續(xù)道室溫就形成熱

應(yīng)力（鑄件殘余應(yīng)力的一種）。除了熱應(yīng)力以外，由于厚壁部分與薄壁部分冷卻速度的不同，因此他們進(jìn)入相變的時(shí)間也不同，這又會產(chǎn)生相變應(yīng)力。另外，還有砂型和砂芯的機(jī)械阻礙應(yīng)力等。

2·焊接應(yīng)力的產(chǎn)生工件的兩部分在焊接過程當(dāng)中，焊縫是高溫區(qū)，焊縫的周圍是熱影響區(qū)；焊縫與母材之間形成一個(gè)金屬熔化帶。熔化帶再結(jié)晶的過程中焊縫與熱影響區(qū)之間的過程類似與鑄件的后期凝固過程，在兩部分均冷卻到彈性狀態(tài)時(shí)，形成一個(gè)拉壓應(yīng)力這種拉壓應(yīng)力一直保持到周圍環(huán)境常溫溫度的話，就形成了焊接殘余應(yīng)力。

至于外力對工件造成的應(yīng)力，我們很容易理解，在此不再復(fù)述。

二·殘余應(yīng)力的危害

殘余應(yīng)力的存在，使工件內(nèi)部暫時(shí)保持一個(gè)內(nèi)力平衡，是暫時(shí)的穩(wěn)定，在工件不受外界溫度以及外力作用時(shí)；工件的宏觀尺寸不會發(fā)生變化；但是工件總是要承受載荷的，還有機(jī)加工過程中來自刀具的抗力；搬運(yùn)過程的碰撞等。當(dāng)工件受到這些外力作用時(shí)，如果工件某個(gè)部位存在殘余應(yīng)力，當(dāng)外力的作用方向與該點(diǎn)的殘余應(yīng)力作用方向一致的時(shí)候那么該點(diǎn)所受的力就等于外力與殘余應(yīng)力相疊加；當(dāng)這二力之和大于或者等于材料的屈服極限的時(shí)候，那么該點(diǎn)就會產(chǎn)生塑性變形。輕者使工件的尺寸精度發(fā)生變化，而使工件報(bào)廢；重者使工件產(chǎn)生斷裂，甚至釀成事故。

這種情況在企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中有很多例子。例如某企業(yè)生產(chǎn)大型電機(jī)，其中一個(gè)工件，在毛坯焊接完以后，在機(jī)加工以前劃線，尺寸正確可是一旦上了機(jī)床機(jī)加工完以后再檢查尺寸，結(jié)果是嚴(yán)重超差。導(dǎo)致工件報(bào)廢。在沒有意識到殘余應(yīng)力的存在以前，該單位總是把責(zé)任推給機(jī)加工車間，致使機(jī)加工車間為此工件傷透了腦筋。后來一個(gè)熱處理的技術(shù)人員提出了可能是殘余應(yīng)力存在的問題，與總議考察了振動(dòng)時(shí)效設(shè)備。在該工件毛坯焊接完以后，機(jī)加工以前對該工件進(jìn)行兩次振動(dòng)消除應(yīng)力處理，結(jié)果是問題解決了。而后該企業(yè)又對粗加工以后精加工以前的工件進(jìn)行了一次振動(dòng)消除應(yīng)力處理，結(jié)果是工件加工后的精度穩(wěn)定性大大提高。裝配公差比以前很多，不但解決了技術(shù)難題而且產(chǎn)品質(zhì)量大有提高，受到了用戶的好評。

另外一家生產(chǎn)礦山機(jī)械的廠家，該機(jī)械主要是鑄鋼件和焊接件，設(shè)備生產(chǎn)裝配完以后空機(jī)試車沒有問題。但到了用戶那兒一旦應(yīng)用到生產(chǎn)中，加上工作載荷，況且礦山設(shè)備一般受的是沖擊載荷。用不了幾天就出現(xiàn)軸承卡死現(xiàn)象。后來，生產(chǎn)商組織技術(shù)人員共同商討此事，認(rèn)為是殘余應(yīng)力的問題。在生產(chǎn)對工件振動(dòng)消除殘余應(yīng)力，問題就解決了。

這方面的事例很多，總之殘余應(yīng)力的存在對工件精度來說是一個(gè)不穩(wěn)定因素，他直接影響一個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)進(jìn)度及產(chǎn)品質(zhì)量。有時(shí)殘余應(yīng)力的危害并不是在很短的時(shí)間內(nèi)就突出地表現(xiàn)出來；它只是存在一個(gè)潛在的危害。

另外在特殊材料行業(yè)。尤其是生產(chǎn)腐蝕性介質(zhì)的容器和泵體、變壓器殼體、儀器等，會存在一個(gè)應(yīng)力腐蝕的問題。造成介質(zhì)的泄漏，這也是殘余應(yīng)力與腐蝕性介質(zhì)共同作用的結(jié)果。

但是，殘余應(yīng)力也有有益的一面。例如，熱處理中的淬火，表面殘余應(yīng)力的存在會增加工件的耐磨性等。

HZ液晶全自動(dòng)系列振動(dòng)時(shí)效系統(tǒng)使用說明

一﹑主要功能特點(diǎn)

HZ液晶全自動(dòng)系列振動(dòng)時(shí)效系統(tǒng)設(shè)備

1.真彩液晶動(dòng)態(tài)顯示各類曲線和數(shù)據(jù)，時(shí)效過程和曲線走勢一目了然。

2.自動(dòng)判定工藝參數(shù)合適與否，并給出修訂方案，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話。

3.全自動(dòng)功能最*，兼具半自動(dòng)，手動(dòng)功能。

4.動(dòng)態(tài)跟蹤功能可保證振動(dòng)處理始終在標(biāo)準(zhǔn)要求的亞共振區(qū)進(jìn)行。

5.依據(jù)*的頻譜分析技術(shù)，按優(yōu)化工藝選擇激振頻率進(jìn)行時(shí)效處理。

6.采用脈寬調(diào)制技術(shù)，具有*的抗力。

7.在線打印，全中文顯示各曲線標(biāo)注，使打印曲線更易識別與判斷。

8.*的人機(jī)對話加上簡單的操作方式使操作者更易掌握振動(dòng)時(shí)效工藝。

9.飛車提示，多重保護(hù)功能排除了現(xiàn)場操作危險(xiǎn)性。

注：振動(dòng)時(shí)效效果90%以上取決于操作

曉航科技振動(dòng)時(shí)效振動(dòng)過程中產(chǎn)生的振動(dòng)形態(tài)

工件的振動(dòng)形態(tài)大致分為彎曲 振型 扭曲振型

所謂彎曲振型 是 工件如下圖 安裝裝夾形勢

所產(chǎn)生的 振動(dòng)是由中間 逐步擴(kuò)散到倆端去的如下圖

這樣就是 工件的倆端 振動(dòng)抖動(dòng)的烈 ，抖動(dòng)到一定的強(qiáng)度以后使中間位置的應(yīng)力 向倆端釋放延伸最終松弛

扭曲振型

如下圖

內(nèi)部所產(chǎn)生的振動(dòng)是這樣如下圖

力量 是由一端 走向另一端，這個(gè)過程中逐步由一端向另一端施加力量最終 把殘余應(yīng)力松弛均化 消除

綜述所述 無論哪種振型 都應(yīng)該達(dá)到高頻振動(dòng) 工件共振的效果，工件四個(gè)角 都應(yīng)該振動(dòng)起來視為共振！振動(dòng)時(shí)效儀
振動(dòng)時(shí)效
振動(dòng)時(shí)效設(shè)備
振動(dòng)時(shí)效系統(tǒng)
振動(dòng)時(shí)效裝置
時(shí)效高頻振動(dòng)儀
振動(dòng)時(shí)效去應(yīng)力
時(shí)效高頻振動(dòng)機(jī)器
震動(dòng)時(shí)效技術(shù)
振動(dòng)時(shí)效裝置
去內(nèi)應(yīng)力
除應(yīng)力機(jī)
焊接應(yīng)力
鑄造應(yīng)力
鋁合金應(yīng)力
不銹鋼應(yīng)力
時(shí)效高頻振動(dòng)儀
時(shí)效去應(yīng)力機(jī)
時(shí)效振動(dòng)均衡殘余應(yīng)力
矛盾力振動(dòng)時(shí)效
震動(dòng)時(shí)效
時(shí)效去應(yīng)力機(jī)
時(shí)效高頻均衡應(yīng)力
振動(dòng)時(shí)效技術(shù)
高頻振動(dòng)消除內(nèi)應(yīng)力
曉航科技專業(yè)品質(zhì)
不是所有的工件都適合振動(dòng)時(shí)效
焊接振動(dòng)時(shí)效
鑄造振動(dòng)時(shí)效
冷加工振動(dòng)時(shí)
熱加工振動(dòng)時(shí)效
有色金屬振動(dòng)時(shí)效
防爆門振動(dòng)時(shí)效
防爆電器振動(dòng)時(shí)效

HZ系列 振動(dòng)時(shí)效