振动时效消除残余应力的机理及应用

从残余应力的产生和消除残余应力的机理入手,介绍了消除残余应力的基本途径;从金属的应力应变机制对消除残余应力的机理进行了分析,给出了振动时效动应力必须满足的力学表达式;根据有关文献资料,给出了振动时效的技术参数和效果评定方法.     

活塞环残余应力的测定

许多工厂采用人工时效消除活塞环的残余应力。但是时效后残余应力是否能完全消除,切削加工是否会产生新的残余应力,各道工序对残余应力的影响如何,心中无数。作者采用应力释放法对12组不同状态的活塞环的残余应力进行了测试。数据表明:1)活塞环的铸造残余应力很小,平均为0.40MP_?;2)粗磨引起的残余应力为1.17MP_a,为铸造残余应力的2.9倍;3)粗车外圆引起的残余应力为0.92～1.72MP_a,为铸造残余应力的2.3～4.3倍;4)所试验的各种时效工艺均可将活塞环的残余应力减少至最低限度。时效加热温度460～540℃,保温时间1～2小时效果相近;5)现行工艺流程不能达到消除残余应力的目的。活塞环时效工序应安排在粗车外圆甚至粗镀内圆以后为好。     

深冷处理消除7050铝合金残余应力的研究

提出了一种被称为“反淬火法”的深冷处理新工艺，将铝合金构件浸入液氮中深冷后，采用一种特制的QCW—01型有机介质进行“反淬火”，从而消除7050铝合金的残余应力．探讨了深冷处理工艺路线与工艺参数对应力消除效果与机械性能的影响．采用x射线衍射法测定应力消除前后铝合金试样的残余应力，利用电导率涡流检测技术与拉伸试验相结合的方法来评价铝合金深冷处理后的抗应力腐蚀性与机械性能等质量指标．得到了在兼顾满足机械性能要求前提下取得最佳应力消除效果的深冷处理工艺．经实验证实，在该深冷处理中采用QCW—01型有机介质的残余应力消除率达到58％，远远高于采用沸水急热的传统深冷处理工艺的应力消除率．     

爆炸消应处理在武钢高炉热风炉上的应用

介绍了消除焊接残余应力爆炸处理技术在武钢高炉热风炉上的成功应用．爆炸处理后焊接残余应力下降60％以上，残余应力水平满足设计要求，结构运行良好．     

高频振动时效的机理与实验研究

针对目前振动时效的研究仅局限于低频激振的现状,研究了高频激振条件下材料内部残余应力的变化规律.采用微观动力学理论,将构件内部材料颗粒间的关系视为多自由度有阻尼振动系统,分析了构件在发生高频共振时残余应力消除的过程;通过低阶模态振型和高阶模态振型的对比分析,研究了高频振动时效在应力均化方面的作用.通过实验验证高频振动时效的可行性,并对比了不同频率激振条件下残余应力的消除和均化结果.结果表明,高频振动时效在消除残余应力及振后构件整体应力均化方面具有较好的效果.     

振动时效法消除焊接构件残余应力的研究

通过实验研究了用振动时效法消除焊接构件的残余应力，结果表明，振动时效可以明显降低焊接构件的残余应力。     

LY12装甲铝合金焊接残余应力研究

采用钻孔-电测法对LY12铝合金垂直于焊缝方向的焊接残余应力及其分布规律、产生的原因进行了分析,探讨了残余应力的消除措施.研究表明：板厚为6mm的LY12铝合金的焊接残余应力呈双向应力状态;垂直于焊缝方向的残余应力,在焊缝上的应力较大,沿远离焊缝方向逐渐减小,纵向残余应力σx比横向残余应力σy大得多.热处理后的结头强度为236.5 MPa,比未处理的强度提高58.7%.     

用热处理方法消除奥氏体不锈钢焊接残余应力

通过分析焊接参数对焊接残余应力影响,结合加工试件要求,确定焊后热处理消除焊接残余应力的最佳工艺程序,并取得良好的效果.     

大型冷轧辊模拟件残余应力的研究

本文采用逐层喷砂打孔法对几种材质的大型轧辊模拟件进行了淬火和回火后残余应力的测定和分析，得出了不同直径淬火件的残余应力分布情况和６００℃回火温度下的残余应力消除情况。为制定合理的热处理方案和数值模拟计算、防止大型冷轧辊困残余应力而导致变形、开裂提供了可靠的数据。     

焊接残余应力对钢桥面疲劳性能的影响与处理措施

为改善正交异性钢桥面的抗疲劳性能,对钢桥面进行退火处理以降低关键焊缝的焊接残余应力。首先系统性地回顾和探讨钢桥面焊接残余应力分布模式,同时就残余应力对疲劳裂纹发展的影响进行了文献分析。随后,归纳和总结了国内外主流焊接残余应力消除方法,并开展对比分析。借鉴压力容器制造方法,建议在正交异性钢桥面制造中引入退火处理工艺以降低焊接残余应力。研究聚焦钢桥面中疲劳问题较突出的顶板与U肋连接焊缝,设计了16个(其中9个退火处理,7未作处理)局部足尺单U肋试件进行残余应力测试与疲劳试验。试验结果表明,退火处理后焊缝残余应力实测值降低约80%,疲劳强度提高约23%。可以看出,退火处理可以大幅降低焊接残余应力,从而有效提升钢桥面抗疲劳性能。     

焊后加载拉应力对细长板件焊接残余应力场的影响

运用ansys 软件,采用高斯热源模型,对细长板件的焊接进行了模拟,并在焊接完成后,对细长板件加载x方向和y方向的拉力。结果显示,细长板件焊接残余应力以压应力为主,在两方向加载拉力均能有效减小细长板件的残余应力。该研究表明可以通过加载适当拉力减小细长板件的残余应力。     

Residual stress around rail bolt holes after cold-expansion

Focused on rail bolt hole cold-expansion, the theoretical prediction models and results of residual stress analysis on related Problems are summarized. And a stress analyzing method based on both of the strain measurement duringthe Process of cold expansion and elastoc-plastic theory is developed. By the method proposed and the magneto-elasticmethod as well as the stress relief measurement detailed experimental study on the residual stress surrounding the coldexpanded tail bolt hole is performed. Relationship between the distribution of residual stress and cold expansion rateare established. The adaptability and limitation of theoretical predichon are also analyzed by comparing the theoreticaland experimental results.     

焊接工艺对波形钢腹板焊接细节残余应力的影响

为得到一种较优的波形钢腹板-翼缘板焊件焊接工艺,以头道河大桥为工程背景,采用ABAQUS建立了3种不同加载工况下的焊接数值计算模型,得到了焊接过程中焊件的温度场变化,并对比了单面焊件在不同焊接顺序下的纵向残余应力分布,分析了单面焊件和双面焊件在折角区域焊缝的纵向残余应力分布,考虑了变截面对关键细节纵向残余应力的影响。结果表明：焊缝附近的等效残余应力接近Q345钢材的屈服应力,不容忽视;合理的焊接顺序能够降低单面焊件在折角区域焊缝的纵向残余应力;对于双面焊件,先焊一侧的焊缝应力水平低于单面焊件的,而后焊一侧的焊缝应力水平则高于单面焊件的,为减小折角焊缝区域的纵向残余应力,建议采用先焊折角圆弧外侧,再焊圆弧内侧的双面焊焊接工艺;关键细节的纵向残余应力与翼缘板厚度呈负相关。     

Effect of Grinding and Polishing on the Residual Stress and Bending Strength of a Silicon Nitride Ceramic

The residual stresses on the surface of the differently ground and polished silicon nitride ceramics were measured using X- ray diffraction and identified by SEM. The effect of the residual stress on the bending strength was investigcaed. The investigatious show that the grinding process can introduce subatantial teusile residual stresses up to 290 MPa on the surface of silicon nitride ceramics, which has a significant effect on reducing the bending strength of the ceramics after grinding. Thus, in comparison with the ceramics with a rongh surface, the ceramics with a mirror image surface may bave a lower strength. Polishing can smooth the residual stresses. When we evaluate the quality of the ceramic components after grinding, we must take residual stress into consideration. The grinding methods and grinding conditions must be carefully selected in order to get the favorite residual stress as well as the surface smoothness.     

油井气液两相流全自动计量技术

为解决稠油计量的准确度、可靠性、耐久性及实时在线等问题,设计出一种通过分离伞和液位自动控制调节器来实现气液两相流计量的装置.采用翻斗式称质量机构计量油井产量,消除油中含气造成的假体积误差;采用G法补偿算法消除稠油残留造成的计量误差;采用以计算机控制电动机起停方式的单路导通多通阀实现全自动选井计量.现场实际应用证明,称质量式油井计量技术较好地解决了各类油井的实时在线计量问题,具有自动化程度高、计量精度高等特点.     

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．     

9Cr18Mo钢圆柱试件淬火过程的数值模拟

采用有限元分析方法,利用ANSYS软件模拟9Cr18Mo钢圆柱形试样淬火冷却过程,得到淬火冷却曲线、残余应力随淬火时间变化曲线、残余应力沿圆柱体轴向分布曲线和试样最终轴向伸长量.分析结果表明,在热应力和组织应力的共同作用下淬火过程中试样应力状态变化复杂,最终的应力状态以组织应力为主.试样表面残余应力和试样轴向伸长的计算结果与测量结果符合的很好.     

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.     

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。