第10讲 残余应力-自学.ppt

* * 其具体测量方法是：截取一段长度为其直径三倍的棒材（或管材），在其中心钻一通孔，然后用膛杆或钻头从内部逐次去除一薄层金属，每次去除约5%的断面积，去除后测量试样长度的延伸率 和直径的延伸率 。 * * 根据公式 和 绘制这些数值与钻孔剖面积F的关系曲线。并用作图法求出此曲线上任一点的导数 和 。 * * 变形与钻孔横断面积关系 * * 纵向应力 切向应力 径向应力 式中 F * * 化学法 化学法是定性研究残余应力的一种方法。此方法是将试样浸入到适当的溶液中，测量出自开始侵蚀到发现裂纹的经过时间，按此经过的时间来判断残余应力的大小。 侵蚀试样所用的溶液，对于含锡青铜可用水银及含水银的盐类，对于钢可用弱碱及硝酸盐类。 * * 在判断应力的形式时，若出现横向裂纹，则可认为是纵向应力作用的结果，若出现纵向裂纹，可认为是横向应力作用的结果。在实际中准确地确定裂纹出现的时间比较困难，不过与其它机械法相比较，还是可以定性地看出破裂时间与残余应力的关系。 * * 用化学侵蚀法及机械方法实验冷轧黄铜残余应力的比较曲线 * * 另一种化学方法是，将试样吊浸在适当的溶液里，隔一定时间来称其重量。这样就可以得到一个重量减小量与经过时间的关系曲线。与标准曲线相比较，以判定残余应力的大小。所得到的曲线的位置比标准曲线越高，则表示物体内的残余应力越大 * * 用称重法测定残余应力的 试验曲线 * * 化学方法对于测定金属丝，薄条等类型的工件内的残余应力是十分合适的。同时定性地来比较在不同的压力加工制度和热处理制度中所出现的残余应力的大小也是很有用的。 * * X射线法 在X射线法中可包括有劳埃法和德拜法。 在劳埃法中可根据干扰斑点形状的变化来定性地确定残余应力。当无残余应力存在时，各干扰斑点呈点状分布。有残余应力时，各干扰斑点伸长，呈“星芒”状。 * * 铝晶体的劳埃图 （a）铝晶体未变形的劳埃图；（b）铝晶体塑性变形后的劳埃图 * * 用德拜法可以定量地测出所存在的残余应力。第一种残余应力可根据德拜图上衍射线条位置的变化来确定。第二种和第三种残余应力可根据衍射线条的宽度变化和强度的变化来确定。 * * 机械法可以比较精确地确定残余应力的大小和分布，但在测定时要损害物体的整体性。 化学法基本是定性的测定，定量性差，也需要专门的试样。 X射线法是一种“非破坏性”的测定方法，它能够定量的测出物体内的残余应力。但此方法仅适用于能够给出较清晰敏锐的衍射线条的某些材料，并由于X射线的透射能力较小，只能探明物体接近表面部分的情况。 * * 课后作业Homework 何谓残余应力？ 它导致何后果？ 怎样减轻或消除？ Lesson Ten 张贵杰 TelE-Mail： zhguijie@ 河北联合大学金属材料及加工工程系 金属塑性变形理论第十讲 * * 第五章 塑性变形的不均匀性 主要内容 Main Content 变形不均匀的基本概念 变形不均匀的原因 减小变形不均匀的措施 残余应力 * * 5.4 残余应力(自习提纲) 残余应力的概念 变形条件对残余应力的影响 残余应力引起的后果 减小残余应力影响的措施 残余应力的测定方法 * * 残余应力的概念 残余应力为塑性变形完毕后保留在变形物体内的附加应力。 塑性变形的总位能是由释出位能和约束位能两部分所组成。释出位能用来确定平衡外力作用的内力的数值。而约束位能则是用来确定由塑性变形引起的相互平衡内力的数值。因附加应力是由不均匀变形引起的相互平衡的内力所造成，所以约束位能也同样可确定在每一变形瞬间附加应力的数值。 * * 虽然残余应力是变形完毕后保留在物体内的附加应力，但并不是所有的约束位能都用于形成残余应力，而是有部分位能在塑性变形中由于软化而被释放。因此，残余应力的位能应小于在整个塑性变形过程中用于形成附加应力的位能。 * * 残余应力是由附加应力变化而来，所以残余应力也是相互平衡的。并与附加应力相对应，残余应力也分为第一种、第二种和第三种残余应力。 * * 变形条件对残余应力的影响 残余应力与附加应力一样也同样受到变形条件的影响。其中主要是变形温度、变形速度、变形程度、接触摩擦、工具和变形物体形状等等。 * * 变形温度 在确定变形温度的影响时应注意到在变形过程中是否有相变存在。若在变形过程中出现双相系时，将会引起第二种附加应力的产生，从而使残余应力增大。 但在一般情况下，当变形温度升高时，附加应力以及所形成的残余应力减小。温度降低时，出现附加应力和从而出现残余应力的可能增大。因此，