铝合金构件振动时效工艺的试验研究

对铝合金构件的振动时效工艺进行了研究，对矩形截面的铝合金试件预制了残余应力，并设计了振动时效工艺的试验方案，然后在一定的支承方式下对具有残余应力的铝合金构件进行了激振。实验结果表明，激振之后试件的残余应力数值得到了降低和均化，这对振动时效技术应用于消除铝合金结构中的残余应力提供了试验依据。     

钛合金的已加工表面残余应力的数值模拟

为了揭示高速切削对航空钛合金加工表面残余应力的影响，利用三维斜角切削有限元模型对钛合金Ti6Al4V的高速切削加工过程进行了模拟，获得了不同切削速度和不同切削深度下的已加工表面残余应力分布.模拟结果表明：切削速度对已加工表面残余应力具有重要影响，而切削深度对已加工表面残余应力影响较小; 已加工表面层残余应力为拉应力，沿深度方向由拉应力逐渐过渡到压应力; 3个主方向的残余应力值随切削速度的增加而增加，而随切削深度的增加无明显变化; 切削速度和切削深度对残余应力层的厚度影响都很小.     

残余应力对单轴对称工字梁稳定承载力的影响

对单轴对称工字形悬伸梁、连续梁进行整体稳定试验前,通过截面法测量了截面中的残余应力分布.根据测量结果和简化分布模型,编写了能描述残余应力大小和分布的ANSYS初应力文件,在非线性分析中以此来考虑残余应力对构件整体稳定性的影响.通过比较试验和有限元分析结果发现,考虑残余应力所得的计算结果与试验结果吻合良好,不考虑残余应力所得到的极限荷载与试验值差别较大.试验结果表明:当梁截面中的窄翼缘尺寸较小时,翼缘中残余应力以受拉为主,其端部残余压应力较小,焊接残余应力对单轴对称工字形悬伸梁和连续梁的整体稳定承载力影响很大,主要是提高作用,有限元计算时应该考虑残余应力.对比分析结果表明,文中所用的残余应力分布模型能够模拟试验梁的真实情况.     

残余应力场中疲劳裂纹闭合的数值分析

本章基于塑性诱导裂纹闭合原理,通过弹塑性有限元方法对残余应力场中疲劳裂纹扩展过程进行模拟,阐释残余应力场中的裂纹扩展行为。论文阐述了模拟疲劳裂纹扩展的方法、残余应力生成方法和残余应力场中裂纹张开、闭合应力的计算方法。模拟了焊接产生的拉伸控制残余应力场和冷胀孔产生的压缩控制残余应力场中的疲劳裂纹扩展,分析了残余应力对裂纹闭合效应的影响。分析结果表明,与不含残余应力场的情况相比,拉伸残余应力具有抵消裂纹闭合效应、促进裂纹扩展的作用,并得出权函数法不适用于这种条件下的疲劳裂纹扩展分析的结论;而压缩残余应力具有增强裂纹闭合效应、抑制裂纹扩展的作用。通过数值分析研究残余应力场中的疲劳裂纹闭合效应,能够考虑裂纹扩展中外载与残余应力相互作用引起的残余应力变化,有助于理解残余应力对裂纹扩展的作用机理和进行裂纹扩展预测。     

评估残余应力的一种有限元方法

通过计算不同初应力下结构的固有频率，分析残余应力对自振频率的影响，以便通过分析固有频率来估算残余应力。     

考虑残余应力影响的蜂窝梁畸变屈曲性能研究

基于蜂窝梁残余应力的试验研究成果和普通工字钢梁的残余应力分布研究成果,给出了蜂窝梁的残余应力分布模型,并与已有试验研究结果对比,以验证该模型的正确性。通过分析梁的长度、翼缘厚度和宽度等对蜂窝梁畸变屈曲临界荷载的影响规律,进一步探索了残余应力对蜂窝梁畸变屈曲荷载的影响程度及简化考虑残余应力影响的计算方法。研究结果表明：翼缘宽度和厚度对蜂窝梁畸变屈曲临界荷载影响较大,而腹板厚度对蜂窝梁畸变屈曲临界荷载影响较小;提高钢材强度可在一定程度上提高蜂窝梁畸变屈曲临界荷载,但残余应力的影响程度会相应增大;提出采用折减系数Kd=0.85来计算蜂窝梁畸变屈曲荷载中的残余应力影响,该方法安全且简便,便于实际工程应用。     

磨削残余应力产生机理的研究

本文对现行磨削残余应力产生机理的假说进行了归纳分析,在此基础上,对磨削过程和法向磨削力对磨削残余应力的影响进行了试验研究,详细探讨了磨削残余应力的产生机理,提出了磨削过程中的约束越多加工残余应力越大及砂轮材料扩散到工件表面层可以提高加工残余压应力的新观点,并对残余应力的平衡机理给出了新的解释.     

评估残余应力的一种有限元方法

通过计算不同初应力下结构的固有频率，分析残余应力对自振频率的影响，以便通过分析固有频率来估算残余应力。     

残余应力对疲劳裂纹扩展的影响

分析了残余应力的产生及其对裂纹疲劳扩展的影响，残余压应力的存在提高了疲劳寿命，残余拉就力则起相应的作用，文中对余应力孔的疲劳特性作了具体的研究和分析。     

残余应力对轴心受压杆件的影响探讨

介绍了钢构件中残余应力的形成、分布，就不同分布的残余应力对轴心受压杆件引起的应力过程变化进行研究．研究表明：残余应力对于不同长细比构件的整体稳定承载力影响不同。     

残余应力对金属结构物的影响

本文介绍了焊接残余应力对金属结构的静强度、脆性断裂以及应力腐蚀开裂的影响。文中也从工程实用角度,提出分析残余应力的影响及其近似计算的方法。     

残余应力的产生和对腐蚀开裂的影响研究

分析了机械零件残余应力的产生原因和应力腐蚀开裂的基本条件,通过实验论述了残余应力对腐蚀开裂的影响,为控制已加工表面的残余应力提供了理论依据．     

厚板焊接残余应力的测试

运用条形切割法 ,对桥梁、建筑等结构设计中常用的厚板焊接箱形杆件等构件的残余应力分布进行实例测试 ,通过对测试数据的分析整理 ,得出厚板焊接箱形杆件和 T形杆件截面纵向残余应力分布情况 ,为进一步总结焊接结构的残余应力分布规律提供了基础 .     

铸铁构件固有频率与其残余应力关系的研究

铸铁构件残余应力的评价过程一直相当繁琐．为找到一种简便无损的铸件残余应力评价新方法,以梁形铸件为研究对象,从理论计算和实际测试2个角度对铸件固有频率与其残余应力的关系进行了研究,得出了反映二者之间关系的数学模型．由这一模型可知,梁形铸铁构件残余应力与其固有频率的函数关系为抛物线,即铸件残余应力与其固有频率的平方成比例．利用其数学模型对一组梁形铸铁试件的残余应力和固有频率进行了理论计算,同时采用X射线应力测定法和实验模态分析方法测试它们的残余应力和固有频率,得出结果基本吻合．     

X射线法测量粘结炸药的残余应力

用X射线衍射法测量了高聚物粘结炸药(PBX)的残余应力,在2θ=72.5°附近发现三氨基三硝基苯(TATB)的新衍射峰,测出PBX的残余应力均为拉应力,大小约几个兆帕,边缘位置应力大于中心部位,对样品进行热处理或放置一段时间后应力减小,不同成型压力PBX的晶粒尺寸有差异。实验结果表明,X射线衍射法测量PBX的残余应力是一种方便有效的方法,对PBX残余应力的研究及其应用具有重要意义。     

初始残余应力和切削残余应力对薄壁件加工变形的影响

为了研究毛坯件的初始残余应力和切削加工过程中产生的切削(残余)应力对薄壁件变形的影响,对铸造铝合金锥形体毛坯薄壁件进行钻孔法残余应力测试,根据测试结果分别建立包含初始残余应力的有限元切削模型、没有初始残余应力的有限元切削模型及采用有限元生死单元法的模型,并进行分析.3种模型的对比结果表明:初始残余应力与切削(残余)应力均对加工结束后工件的变形产生显著的影响,其中切削(残余)应力对于变形的影响最大.     

厚壁型钢冷弯应力分析

以厚壁矩形钢管为研究对象,在冷作硬化实验的基础上,对厚壁型钢的塑性弯曲应力沿板厚方向的分布进行解析分析,对其冷弯回弹应力进行数值模拟,将弯曲应力和回弹应力叠加计算冷弯厚壁型钢沿板厚方向的残余应力分布。结果表明,变形外区拉应力由钢板外表面向中性层递减,变化幅度较大;变形内区压应力变化幅度较小;残余应力沿板厚方向近似线性分布;切向残余应力较大,最大值出现在板带的中性层附近。研究结果与相关文献给出的测量结果基本一致。     

淬火高强板矫直过程的残余应力计算模型

为了降低高强板材在生产淬火过程中产生的较大残余应力,所造成板型缺陷和产品性能的下降。本文对Q960E高强钢的矫直过程,进行残余应力数值计算、实验和热力耦合仿真的方法,研究板材在矫直全过程中残余应力的变化。通过淬火热处理后高强板表面形成276.3MPa左右的压应力,内部形成与之反向的拉应力,在矫直过程中,表面塑性变形最大,最终板材表面应力减少到100MPa以下,与实验误差在15%以内,而随着表面层到中心层,塑性变形的递减,心部残余应力一直保持为200MPa左右。结果表明：辊式矫直工艺能够有效降低板材残余应力,对表面残余应力影响较大,对心部残余应力影响较小,同时也验证了该计算模型计算残余应力方法的正确性,为降低板材残余应力的矫直工艺提供了有效的计算方法。     

考虑焊接残余应力的钢桥面板U肋焊接处局部应力分析

为研究正交异性钢桥面板的顶板与U肋焊缝连接处残余应力及与外荷载组合作用下的局部受力特征,针对宽体钢箱梁工程实例,基于热弹塑性有限元法对该焊缝的施焊过程进行了数值模拟,分析了焊接过程中温度场和应力场的变化；以初应力的方法实现了焊接残余应力与外荷载作用的组合。研究结果表明：面板下缘垂直于焊缝方向的残余拉应力峰值接近材料的屈服强度,远离焊缝的区域应力急剧减小,焊趾处的横向残余应力要明显大于焊根处；由面板上缘至下缘,纵向残余应力由压应力变为拉应力,横向残余应力呈现出“拉应力-压应力-拉应力”的交替变化趋势；以初应力的方式考虑残余应力,稳定应力场的相对误差可控制在5.0%以内；自重与二期恒载对焊缝区局部应力场的分布特征和焊根及焊趾处的应力极值的影响不大(1.7%以内)；外荷载中考虑局部对称轮载作用且未考虑焊接残余应力在外荷载作用下的消散情况时,焊根及焊趾处垂直于焊缝的横向应力极大值最大分别可增大10.7%、17.6%；焊接残余应力及与外荷载组合作用下,焊趾及焊根位置处沿面板厚度应力的分布符合“直线+抛物线”的规律。