铜合金疲劳过程中塑性应变幅的变化

采用自制的平面弯曲疲劳试验装置，进行振动频率为60Hz，应力幅值恒定，平均应力为零的疲劳试验，得到C1100P-1／4H纯铜和C2801P—1／4H黄铜疲劳过程中塑性应变幅与循环次数的关系。利用位错增殖和湮灭机制，推导出试验合金材料疲劳过程中的塑性应变幅的变化仅由可动位错密度和伯格斯矢量决定，而可动位错密度可被描述成疲劳循环数的函数，从而建立起了平面弯曲疲劳过程中塑性应变幅与循环次数的理论关系模型。利用该理论关系模型，对实验结果进行了回归分析，回归结果与实验吻合很好，表明该理论关系模型可用以预测材料的疲劳寿命。     

热处理对挤压变形AZ81镁合金疲劳行为的影响

研究了固溶、时效处理对挤压变形AZ81镁合金在疲劳加载条件下的循环应力响应行为、循环应力.应变行为、应变疲劳参数以及疲劳寿命的影响.结果表明,热处理可导致挤压变形AZ81镁合金的循环应力幅有所降低;固溶处理和固溶 时效处理可有效提高挤压变形AZ81镁合金在较高总应变幅下的疲劳寿命;不同处理状态的挤压变形AZ81镁合金的弹性应变幅、塑性应变幅与疲劳断裂时的载荷反向周次之间的关系可分别用Basquin和Coffin-Manson公式描述;挤压态、时效态以及固溶 时效态的挤压变形AZ81镁合金的循环应力幅与塑性应变幅之间的关系可用单斜率直线描述,而固溶态的挤压变形AZ81镁合金的循环应力幅与塑性应变幅之间则呈现双斜率线性行为.     

振动时效对焊接件残余应力及接头力学性能的影响研究

分析了振动时效与热处理方法去除残余应力的机理差异,结合热处理及振动时效两种方法去除焊接件残余应力效果测试试验,讨论了两种方法对焊缝残余应力的影响;开展了振动时效对三种材料焊接接头力学性能影响的试验研究,得到了振动时效后金属材料的抗拉强度不变或有所增加,材料的塑性指标有较为明显提高的结论,并用位错理论解释了振动时效改善材料力学性能的机理。     

不锈钢振动时效过程的循环蠕变机理

采用疲劳试验机研究了不锈钢焊接试件在循环载荷下应力应变的变化规律。采用拉-压疲劳模拟实际焊接构件的振动时效过程。结果显示动态应变呈循环蠕变状态，蠕变的大小、速度与循环应力幅值有关。循环应力越大，最终蠕变也越大，应变达到稳定所需要的循环周次越多，应用X射线衍射法测量了不同循环载荷作用下，焊趾位置的纵向残余应力的变化，根据试验结果提出了振动时效过程的循环蠕变机理。     

热处理对Al-Si-Cu-Mg铸造铝合金低周疲劳行为的影响

为了确定固溶处理及固溶+时效处理对金属型铸造A1-Si-Cu-Mg铝合金低周疲劳行为的影响,在不同外加总应变幅下进行应变控制的室温低周疲劳试验.结果表明:金属型铸造Al-Si-Cu-Mg铝合金可表现为循环应变硬化、循环应变软化和循环稳定;固溶处理及固溶+时效处理可以有效地提高金属型铸造Al-Si-Cu-Mg铝合金的疲劳寿命,且固溶处理对疲劳寿命提高的幅度更大;铸态及固溶态Al-Si-Cu-Mg铝合金的弹性应变幅、塑性应变幅与疲劳断裂时的载荷反向周次之间分别呈直线关系,固溶+时效态Al-Si-Cu-Mg铝合金的弹性应变幅与疲劳断裂时的载荷反向周次之间呈直线关系,但其塑性应变幅与疲劳断裂时的载荷反向周次之间呈双线性关系;不同处理状态的铸造Al-Si-Cu-Mg铝合金的循环应力幅与塑性应变幅之间呈线性关系.     

随焊加载冷源或位移控制载荷的无应力焊接方法

应用一维杆模型论证了随焊加载冷源或位移控制载荷实现无应力焊接的原理. 应用数值模拟探讨了其实现方式,对7种加载方案下杆件中心点应力、塑性应变等物理量的时程分布进行了数值模拟对比研究,认为任意时刻外加位移控制载荷产生的机械应变和热输入满足一定条件时焊后残余应力为零. 随焊降低残余应力的工艺在焊件局部区域产生的变形速率与该局部区域的热膨胀或收缩变形量速率大小相同时,降低残余应力的效果达到最优. 应用模型导出的原理对焊前预拉伸、焊前温差拉伸、动态温差拉伸、低应力无变形焊接(LSND)等工艺的原理和参数设置依据进行了讨论. 结果表明,使焊件内部在冷却时产生足够大的拉伸塑性应变,是降低焊接残余应力的有效途径.     

基于位错密度演化的高频振动时效微观机理研究

为了揭示高频振动时效消除残余应力的微观机理,探讨了高频振动载荷作用下的位错密度演化特性对残余应力松弛的影响规律。分别采用Williamson-Hall(WH)法和小孔法分析高频振动前后Cr12MoV钢淬火试样的位错密度和残余应力。在实验研究的基础上,采用微观动力学理论,建立晶粒多自由度系统,分析高频振动激活位错运动的机制,进一步采用晶体塑性理论,建立高频振动作用下的位错密度演化控制方程,分析高频振动时效消除残余应力的微观机理。结果表明:材料内的位错在高频振动的作用下激活运动,产生位错累积和位错湮灭2个演化过程,其中材料内的位错湮灭过程占据主导地位,从而降低了材料内的位错密度;位错密度的降低减小了材料内的晶格畸变程度,从而松弛了材料内的残余应力。     

振动时效工艺在12PA6柴油机机身上的应用

介绍了振动时效工艺在１２ＰＡ６柴油机机身上的应用,井利用ｘ射线应力仪、动静态应变仪对振动时效前后的残余应力、振动时效过程中的残余应变进行了测量。结果表明,振动时效工艺完全能够代替热时效,并提出了利用残余应变来判断工件复杂部位振动时效效果的新途径。     

振动时效对SiC_W/Al复合材料热残余应力及拉伸强度的影响

通过施加循环载荷 ,研究振动时效对 2 0 % (体积分数 )SiCW/ 6 0 6 1Al复合材料热残余应力及拉伸强度的影响。结果表明 ,随着循环上限应力增大热残余应力单调下降 ,但复合材料拉伸强度与循环上限应力之间并非是单调关系 ,选择适当循环上限应力可以获得最高拉伸强度。当循环上限应力超过一定程度后 ,振动处理会对复合材料界面造成一定损伤。     

振动时效对SiCW／Al复合材料热残余应力及拉伸强度的影响

通过施加循环载荷,研究振动时效对20％（体积分数）SiCW/6061Al复合材料热残余应力增大热残余应力单调下降,但复合材料拉伸强度与循环上限与下限之间并非是单调关系,选择适当循环上限应力可以获得最高拉伸强度。当循环上限应力超过一定程度后,振动处理会对复合材料界面造成一定损伤。     

7075铝合金残余应力与机械载荷交互作用的试验研究

振动时效是一种能有效降低残余应力的工艺技术,但是工件在振动时效过程中微观组织和宏观力学性能都会发生变化。通过激振器和试验机两种装置研究7075高强铝合金板的振动时效发现,残余应力的松弛也伴随着材料力学性能的下降。断口扫描电镜分析表明,杂质相和第二相粒子造成的组织缺陷是疲劳性能降低的主要原因,但两种情况下略有不同。结果认为振动时效除了应合理选择动应力,激振频率对材料残余应力松弛与力学性能也有重要影响,疲劳累积损伤理论是另一重要影响因素。     

SIMULATION OF VIBRATION STRESS RELIEF AFTER WELDING BASED ON FEM

A finite element model is developed for the simulation of vibration stress relief （VSR） after welding. For the nonresonant vibration, the reduction in stress strongly depends on the amplitude of vibration. For the resonant vibration, the vibration frequency is the key for stress relief. The vibration frequency should be close to the structure natural frequency for the desired vibration mode. Only small vibration amplitude is required, which will be amplified during vibration. Vibration time does not have a major impact on vibration stress relief. When the amplitude of vibration stress relief is large, the treatment will be more effective.     

焊接构件热振复合时效的数值和试验分析

大刚度DH36低合金高强钢焊接构件广泛应用于海洋平台工程. 此类结构刚性大,固有频率高,振动时效(VSR)消应力处理效果不明显. 为了提高非固有频率振动下的消应力效果,提出了热振复合时效(TVSR)的新工艺. 对55 mm厚DH36焊接板材进行了VSR与TVSR的对比研究. VSR处理后横向残余应力峰值降低22.6%,纵向残余应力峰值降低6.7%;经相同振动工艺参数、150 ℃下TVSR处理后残余应力峰值分别降低41.3%和43.6%,效果明显优于VSR处理效果. 采用试验与有限元分析相结合的方法分析了TVSR的作用机理,升温可提高非固有频率振动下的构件的振幅,降低材料屈服强度,提高消应力效果.     

振动时效法在薄壁铸件上的应用

介绍了振动时效法消除残余应力的机理以及在薄壁铸件上的应用。通过对振动时效工艺参数,包括激振点、支撑点、激振频率、激振力和激振时间等的分析,优化出了薄壁铸件的振动时效工艺。振动时效后薄壁铸件残余应力降低35％以上,应力分布得到了均化,同时与热时效相比,节约工艺成本70%以上,大大地缩短了处理时间。     

振动时效的振动力学分析

针对振动时效的实际情况和材料动态力学行煌特点,对以往研究中一些未加深入研究的基本问题作振动力学分析。对构件共振时的屈服极限、剪切变形以及转动惯量和子结构的作用进行考察,以期为振动时效机理和工艺基础研究提供部分理论上的支持实际观察人为,在动态情况下,材料拉伸屈取极限大于静态下的屈服极限１～２倍。若想使残余应力与有限的动就中达到动态屈服极限成为不可能,而在拉压应力的剪切应力分量共同作用的结果。     

振动时效效果评定的几种方法比较

对JB／T5926-9l标准中规定的几种振动时效(VSR)效果评估方法进行比较分析，通过对它们评定原理的研究分析得出它们的应用特点和范围，然后介绍了几种目前尚处于研究完善阶段的评定方法，并根据其原理和特点分析了它们的应用前景，以期对工业生产起一定的指导作用。另外，结合实际工程应用着重介绍了动应力判据，并将其与盲孔残余应力测量法相比较。结果表明，它们具有相仿的评定精度和可靠性。但动应力判据从动态的观点回避了现场残余应力测量困难这一问题，并将效果评定和振动过程结合起来同时进行，因而容易实现整个过程的自动控制。因此，作为一种全新的评定技术，动应力判据具有良好的发展前景和应用价值。     

Understanding of Vibration Stress Relief with Computation Modeling

A finite element model was developed to predict weld residual stress and simulate the vibratory stress relief. Both resonant and nonresonant vibration stress relief were studied to better understand the mechanism of vibration stress relief. The effect of process parameters, vibration amplitude and frequency, of vibration stress relief on weld residual stress reduction was investigated with the developed model. It was found that both resonant and nonresonant vibration stress relief can relieve weld residual stresses. For the nonresonant vibration, the stress reduction strongly depends on the vibration’s amplitude. For the resonant vibration, the vibration’s frequency is essential to stress relief. The vibration’s frequency should be close to the structure’s natural frequency for the desired vibration mode.     

高频激振时效技术的研究

常规振动时效的大振幅常常会导致被处理工件的疲劳损伤，这一点局限了其推广和应用。本文探讨了一种微幅激振时效的帮方法，即高频激振时效法。主要研究内容包括：高频激振时效的机理，高频激振时效装置以及高频激振时效结果的金相分析。实验研究及金相分析结果表明，高频激振时效技术是一种有效的振动时效新方法。     

304L超低碳不锈钢板的振动时效

针对304L不锈钢底板的焊后残余应力，采用振动时效（VSR）的方法进行消除。介绍了振动时效工艺参数，应用JB／T 5926—91标准对振动时效工艺进行了定性评价。采用盲孔法测定了焊后和振动时效后底板焊缝的残余应力，结果表明残余应力下降了30％以上。试验结果显示振动时效工艺可以替代热处理时效，明显消除304不锈钢焊接构件的残余应力。