引起構(gòu)件產(chǎn)生殘余應(yīng)力的原因總結(jié)

由于產(chǎn)生殘余應(yīng)力的原因不同，因此構(gòu)件內(nèi)殘余應(yīng)力的分布和量值也不相同。某點的*終殘余應(yīng)力的量值，是由各種原因產(chǎn)生的殘余應(yīng)力的綜合值。引起構(gòu)件產(chǎn)生殘余應(yīng)力主要有以下幾方面原因。

1、機械加工引起的殘余應(yīng)力

這是金屬構(gòu)件在加工中*易產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。當施加外力時，物體的一部分出現(xiàn)塑性變形，卸載后，塑性變形部分限制了與其相鄰部分變形的恢復(fù)，因而出現(xiàn)了殘余應(yīng)力。

這種由局部塑性變形引起的殘余應(yīng)力，在很多加工工藝中均會出現(xiàn)，如鍛壓、切削、冷拔、冷彎等等。這種殘余應(yīng)力往往是很大的。

2、溫度不均勻引起的殘余應(yīng)力

大多數(shù)金屬都不是純彈性或純塑性材料，在冷卻過程中往往會發(fā)生塑性至彈性的轉(zhuǎn)變。

以鑄鐵為例。鑄造應(yīng)力與粗、桿的面積，材料的線膨脹系數(shù)和粗桿達到塑—彈性轉(zhuǎn)變溫度時的粗細桿的溫度有關(guān)。在金屬冷卻過程中，由塑性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥誀顟B(tài)時，壁厚不同的部分進入彈性狀態(tài)的先后不同，產(chǎn)生了不均勻的塑性變形。當鑄件厚薄壁均為彈性狀態(tài)時，這個塑性變形差值需要靠產(chǎn)生的彈性變形來補償，這樣就使鑄件的不同部位上產(chǎn)生了符號、大小不同的殘余應(yīng)力。在高于或低于這個溫度區(qū)間內(nèi)，冷速速度對殘余應(yīng)力實際上沒有影響。

3、構(gòu)件尺寸公差引起的殘余應(yīng)力

在鉚接、焊接、螺釘連接時往往有公差配合問題。如船體分段對接時須將對接鋼板拉到一起，這些由外力拉到一起而組合的結(jié)構(gòu)，當外力去除后，整個系統(tǒng)就出現(xiàn)了殘余應(yīng)力。這種應(yīng)力一般來說屬于結(jié)構(gòu)應(yīng)力，大多數(shù)情況下處于彈性狀態(tài)。

總之，殘余應(yīng)力的產(chǎn)生是由于工件某一部分的變形恢復(fù)受到約束而造成的。局部不均勻的塑性變形的出現(xiàn)，是產(chǎn)生殘余應(yīng)力較普遍的原因。

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