【摘要】 在实际问题中,残余应力对于零部件的服役耐久性和使用安全性具有非常重要的意义。

在实际问题中,残余应力对于零部件的服役耐久性和使用安全性具有非常重要的意义。残余应力是指在没有外加载荷作用下,存在于结构、构件、厚板或薄板内部的残留应力。引入残余拉应力对于疲劳抗力是有害的,但是残余压应力则可显著提高疲劳性能。由于没有外加载荷作用,残余应力有时被称为第一类内应力。残余应力通常意味着残余应力分布常常不均匀,引起材料内部的不均匀塑性变形。残余拉应力和残余压应力总是同时产生的。图1是—种可能存在的残余应力分布形式。如果没有外加载荷,残余拉应力必须和残余压应力相平衡。更准确地说,由于没有外加载荷,残余应塑性变形。

 

图1 平衡状态下残余应力的分布

如果没有外加载荷,残余应力需满足式1所示的方程,如果没有外加力矩,应满足式2所示的方程,施加于构件的外加载荷将引人与外加载荷和构件的形状相对应的应力分布。如果变形仍为弹性行为,则材料将对外加载荷引起的应力分布与残余应力分布之和作出响应。当施加循环疲劳载荷时,可参考式3。

式1

式2

式3

不同的工艺过程可能会对材料的残余应力产生影响。主要对影响因素包括:

(1)很多情况下发生在缺口处的不均匀塑性变形;(2)加工工艺(3)喷丸强化(4)塑性胀孔(孔挤压强化)(5)热处理;(6)构件安装。

 

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