残余压应力

摘要： 钛合金关节轴承是航空发动机的重要部件之一,但由于其润滑条件较差,极易产生磨损从而导致失效事故。采用超声滚压工艺对钛合金试件表面进行强化试验,以有效增强试件表面耐磨性能和抗疲劳特性,并着重研究静压力、滚压次数和主轴转速等超声滚压强化工艺参数对钛合金表面残余压应力与剪切应力的影响规律。试验结果与理论分析结果表明,残余压应力随着静压力、滚压次数和主轴转速的提高而增大,剪切应力随着静压力、滚压次数和主轴转速的提高而总体减小;滚压后试件表面可获得-2000~-500 MPa的残余压应力和-600~-300 MPa的剪切应力。超声滚压技术可以有效提高钛合金材料表面的残余压应力,并有效降低表面的剪切应力。

摘要： 目的提高20CrMoH钢的耐磨性能。方法设置不同的超声滚压力(700、1000、1300 N)与次数(3、6次),对20CrMoH钢进行超声表面滚压加工。采用扫描电子显微镜、粗糙度测量仪、光学显微镜、显微硬度测量仪、X射线应力分析仪、端面型滑动磨损试验机和3D形貌仪等设备,分别对加工前后试样的表面形貌、粗糙度、金相组织、显微硬度、表面残余压应力和摩擦磨损等性能进行对比分析。结果经过超声表面滚压加工的试样,与未处理试样相比,在各项性能上都有较大的提升。表面形貌更加光整,粗糙度Ra从0.82μm下降至0.331μm;表面显微硬度从760HV_(0.2)提高到856HV_(0.2),提升了12.63%;表面残余压应力从–286 MPa提高到–565 MPa;磨损机制从未处理试样的以磨粒磨损和疲劳磨损为主转变为以磨粒磨损和氧化磨损为主。试样在1000 N的作用力下进行6次超声滚压加工后,材料的耐磨性能最好,与未处理试样相比,稳态平均摩擦系数大幅下降,磨损体积从2.29 mm^(3)减小到0.74 mm^(3),减小了67.69%。结论超声表面滚压加工能有效改善20CrMoH钢试样的表面质量,细化表层晶粒组织,增加表面硬度与表面残余压应力,显著提升材料的耐磨性能。

摘要： 基于CBN油石的超硬特性、良好自锐性以及CBN油石超精的丝路、峰线豁口,简要分析了采用CBN油石超精对沟道波纹度和残余压应力等表面质量指标的影响,深入分析了轴承自润滑能力提高的机理以及对提高轴承寿命的影响。

摘要： 喷丸残余压应力能有效提高材料的抗疲劳性能,但服役过程中残余压应力不稳定,会出现松弛。为深入研究喷丸残余压应力的松弛规律,对喷丸2024铝合金标准拉伸试样在两种拉伸载荷强度下进行疲劳试验研究,采用基于cosα法的μ-X360n型X射线衍射仪分析了残余应力在疲劳过程中的变化规律。结果表明:在载荷10 kN时,残余压应力出现了常规松弛,即在首次循环加载后残余压应力大幅度下降,在剩余的疲劳加载过程中,残余压应力基本保持不变或缓慢下降,且引入的残余应力分布始终同初始分布保持一致;在载荷15 kN时,残余压应力出现了反向松弛,即在首次循环加载后残余压应力变为残余拉应力,残余应力分布由初始的“√”型分布变为了近似于一条直线分布,由内向外逐渐减小。为描述喷丸残余压应力的松弛行为及过程,在已有试验模型基础上,提出了考虑喷丸表面状态的残余应力松弛模型。

摘要： 齿轮产品图样会标注齿轮表面粗糙度,若加工工序选择为先磨齿再抛丸,齿面粗糙度取决于磨齿工艺与抛丸工艺的共同作用。通常,抛丸工艺优先保证残余压应力满足产品图纸,然后再考虑对齿面粗糙度的影响,当抛丸工艺满足残余压应力要求时抛丸参数即可确定下来,通过磨齿工艺保证齿面粗糙度满足图纸要求。

摘要： 为了实现铣削表面残余应力的准确预测及优化,以Al7075-T6铝合金薄壁件为研究对象,首先通过对正交铣削模型受力分析,提出了一种同时考虑加工参数和铣削力、热的表面残余应力预测模型,并与传统指数型经验模型对比,证明改进残余应力预测模型的优越性。利用田口算法和平均信噪比分析工艺参数对工件表面残余应力影响的显著性,获得残余压应力生成的最佳工艺参数组合,实现残余应力的优化,并用实验和预测模型对优化的工艺参数进行验证。结果表明:与传统指数型模型相比,改进的X、Y方向表面残余应力模型预测精度分别提高了18.5%和8.2%;参数优化后的工件X、Y方向残余压应力分别增加了16.0%和6.3%,同时表面粗糙度值并未明显下降,以上成果为航空航天薄壁件残余应力的主动控制提供了理论基础。

摘要： 采用超声冲击技术将SiC颗粒嵌入AZ31B镁合金表层中,获得致密的细化层。对比了超声冲击前后AZ31B镁合金的表面组织结构、显微硬度、残余压应力和耐蚀性。结果表明,经超声冲击处理后镁合金的显微硬度提高了2倍多,残余压应力增大,耐蚀性得到显著改善。

摘要： 针对磨料水射流喷丸强化3D打印TC4材料表面,通过拉伸试验研究了其在准静态状态下的力学行为规律,获得其屈服强度为648.7MPa、应变强化系数为288.7MPa以及参考应变率为0.36的Johnson-Cook本构模型。采用ABAQUS数值模拟软件分析发现,磨料水射流钢丸速度为10.7~20.2m/s时,3D打印TC4材料的最大残余压应力为-191~-284MPa,喷丸速度与材料残余压应力表层厚度成正比。通过试验验证表明,3D打印TC4材料残余应力模拟结果与试验结果吻合,可为工程应用提供可靠数据依据。

摘要： 对TC4钛合金板进行不同次数激光喷丸处理,再进行高周疲劳试验,研究了其疲劳性能及断裂机理;基于残余压应力及晶界介微观尺寸对微裂纹扩展的阻滞作用,采用抑制参数、张开应力强度因子、残余应力强度因子对Paris公式进行修正,建立了激光喷丸处理后疲劳微裂纹扩展预测模型,并进行了试验验证.结果表明:随着喷丸次数增加,TC4钛合金的疲劳强度增大,疲劳寿命延长,断裂方式由脆性断裂向韧性断裂转变;疲劳微裂纹预测模型预测得到的疲劳寿命与试验值的相对误差小于10％,说明模型准确.

摘要： 对铝-铜-镁合金试样进行复合喷丸处理,通过观察喷丸处理后试样的表面形貌和测量试样的表面粗糙度、残余应力、衍射峰半峰宽及显微硬度等参数,分析了复合喷丸处理对铝-铜-镁合金表面形貌和力学性能的影响.结果表明:铝-铜-镁合金试样经复合喷丸处理后表面粗糙度变化不大,由0.70μm增加到2.97μm,试样表面整体细密、均匀,完整性较高,表面质量较好;引入较深的残余压应力场,最大残余压应力为306MPa,且压应力场整体分布均匀,能够起到很好的强化效果;表面衍射半峰宽增大,为0.275°;表面显微硬度增大,为180.8HV,比基体的硬度120HV增加了50％.

摘要： 论述了强喷工艺涉及到的饱和状态、弧高值、表面覆盖、丸料的要求,强喷过程的实现对于齿轮精度和粗糙度的改变效果,对齿轮齿根部位金相组织的改变和硬度的改变效果,以及对齿轮齿根残余压应力的改变效果.列举了强喷工艺在某商用车齿轮和某乘用车齿轮上的实际应用情况和指标达成情况,强调了应当注意防止的过喷问题和强喷可取得的特有强化效果.

摘要： 激光温冲击作为表面强化新工艺,诱导表层产生更稳定的高幅值残余压应力,是解决材料耐疲劳性能和耐腐蚀性的新途径.目前,国内外仅少数作者从事材料的激光冲击温强化及相关组织性能研究.高温约束层和吸收层是制约激光温冲击技术实际应用的关键瓶颈之一.本项目旨在利用镁合金温热特性和激光冲击强化,研究高能高应变速率激光冲击镁合金塑性加工新技术和新理论,为其他金属材料温强化及其应用提供理论依据和技术指导.

摘要： 喷丸强化和激光强化作为两种表面强化工艺,都被应用到航空发动机零部件加工制造和维修过程中,二者基本原理一致,都是在零件表面产生残余压应力来提高零件的抗疲劳破坏能力,而处理过程不同.介绍了喷丸强化的处理过程、作用原理、在实际应用中可能面临的问题及与其它零件加工工艺的配合使用情况,并对其在航空发动机零部件加工过程中的应用情况及取得的收益进行了说明;同时,还对激光强化工艺的作用原理和处理过程进行了简单介绍.最后,对喷丸强化和激光强化两种工艺进行了对比,对比显示二者各有优缺点.

摘要： 论文通过对20CrMnTi钢在多种介质不同冷却条件下进行淬火试验,实现了强烈淬火处理,并获得了强烈淬火组织.试验结果显示,强烈淬火试样表面具有残余压应力.分析表明,强烈淬火组织为板条马氏体,与普通淬火相比,强烈淬火组织高度细化,其原奥氏体晶粒度约为13级以上,而普通淬火组织为10～11级.

摘要： 本文通过对不同材料经渗碳淬火，相同材料不同渗碳层深度试样进行一些列强喷试验，初步了解一定强喷强度后的表面残余压应力大小，通过工艺试验确定相应的强喷工艺参数规范。

摘要： 本文对H13钢表面进行喷丸处理的基础上,通过透射电子显微分析技术、X射线应力分析系统,对喷丸处理后表面形貌、表面残余应力的影响进行了详细的分析,同时就喷丸表面处理对H13钢的热疲劳性能的影响进行了探讨。研究结果表明,喷丸处理后材料表面热疲劳裂纹,细致短小,均匀弥散地分布于整个试样表层；该处理可使钢表面压应力释放缓慢,使较高的残余压应力能保持更长的时间,因而减慢了裂纹萌发和扩展的速度,形成利于疲劳性能的网状裂纹,使得材料热疲劳性能提高。

摘要： 本文对双真空32Cr3MoVE钢深氮化件进行了接触疲劳试验研究和全面分析.结果表明,失效形貌呈典型的接触疲劳特征,两种疲劳裂纹形成模式同时存在.深氮化试件具有优良的硬度梯度和残余压应力分布,与渗碳件相比接触疲劳寿命提高3.3～4.5倍.

摘要： 在分析激光喷丸和机械喷丸强化机理的基础上,以有限元软件ABAQUS/CAE为平台,建立了激光喷丸强化模型和机械喷丸强化的有限元模型.解决了激光喷丸强化中激光冲击波转换加载的方法;对于机械喷丸强化,解决了弹丸与板料间的装配模型.数值模拟分析了激光单点喷丸板料后,材料厚度方向的残余应力分布,以及激光多点、多排喷丸板料后材料厚度方向的残余应力分布.对于机械喷丸强化,分析了单个弹丸高速撞击板料和多个受控弹丸撞击板料后残余应力分布场情况.通过分析比较这两种方法在板料中产生的残余应力大小、残余应力深度以及表面形貌的优劣,得到的结论是,激光喷丸强化提高材料使用寿命的效果明显优于传统的机械喷丸强化技术,激光喷丸有望替代传统机械喷丸技术在材料表面改性强化中获得广泛应用.

摘要： 在分析激光喷丸和机械喷丸强化机理的基础上,以有限元软件ABAQUS/CAE为平台,建立了激光喷丸强化模型和机械喷丸强化的有限元模型.解决了激光喷丸强化中激光冲击波转换加载的方法;对于机械喷丸强化,解决了弹丸与板料间的装配模型.数值模拟分析了激光单点喷丸板料后,材料厚度方向的残余应力分布,以及激光多点、多排喷丸板料后材料厚度方向的残余应力分布.对于机械喷丸强化,分析了单个弹丸高速撞击板料和多个受控弹丸撞击板料后残余应力分布场情况.通过分析比较这两种方法在板料中产生的残余应力大小、残余应力深度以及表面形貌的优劣,得到的结论是,激光喷丸强化提高材料使用寿命的效果明显优于传统的机械喷丸强化技术,激光喷丸有望替代传统机械喷丸技术在材料表面改性强化中获得广泛应用.

摘要： 在分析激光喷丸和机械喷丸强化机理的基础上,以有限元软件ABAQUS/CAE为平台,建立了激光喷丸强化模型和机械喷丸强化的有限元模型.解决了激光喷丸强化中激光冲击波转换加载的方法;对于机械喷丸强化,解决了弹丸与板料间的装配模型.数值模拟分析了激光单点喷丸板料后,材料厚度方向的残余应力分布,以及激光多点、多排喷丸板料后材料厚度方向的残余应力分布.对于机械喷丸强化,分析了单个弹丸高速撞击板料和多个受控弹丸撞击板料后残余应力分布场情况.通过分析比较这两种方法在板料中产生的残余应力大小、残余应力深度以及表面形貌的优劣,得到的结论是,激光喷丸强化提高材料使用寿命的效果明显优于传统的机械喷丸强化技术,激光喷丸有望替代传统机械喷丸技术在材料表面改性强化中获得广泛应用.

摘要： 本发明公开一种用于残余应力压入测试方法检验的标准预应力加载装置，包括基体、加载元件、数显力传感器和夹具，所述基体的两端分别设置有孔，且左右两端孔同心，所述基体的内部设置有支撑试样的凸台；所述数显力传感器包括相连的力传感器和力显示器，所述力传感器设置在所述基体内部，且分别与加载元件和夹具相连；所述加载元件通过所述基体左端的孔与所述力传感器相连，用于对试样施加轴向的压力或拉力；所述夹具位于所述基体内部，用于将试样沿轴向夹紧，并通过基体右端的孔与基体固定。本发明的装置结构简单，预应力分布均匀、测量直接准确，且在压入测试过程中，预应力状态稳定，其值不受压入实验影响，因此可作为一种标准预应力产生装置使用。

摘要： 本发明提供一种抑制在通过穿孔法对树脂成形品的预定位置处的内部的残余应力进行测量之际因穿孔时的发热等造成的影响，并精度良好地测量残余应力的方法。一种残余应力测量方法，其中，在该残余应力测量方法中，在树脂成形品设置穿孔部，测量在利用钻头对穿孔部进行穿孔的正式穿孔工序时释放的释放应变量，并求出树脂成形品的内部的残余应力，对于释放应变量的测量，在正式穿孔工序之前至少进行：预穿孔工序，在该预穿孔工序中，使钻头前进至预穿孔深度位置地对树脂成形品的穿孔部进行穿孔，之后使钻头后退而从树脂成形品拔出钻头；以及穿孔条件设定工序，在该穿孔条件设定工序中，以使第一应变量ε

摘要： 一种玻璃基板的残余应力降低方法及残余应力降低装置，能够降低与树脂等一体地形成的玻璃基板的残余应力。玻璃基板(G)的残余应力降低方法具有激光照射步骤，在该激光照射步骤中，通过向玻璃基板(G)的残余应力高的部分中的多个地方中的每一个照射预定时间的激光从而进行加热。

摘要： 一种玻璃基板的残余应力降低方法及残余应力降低装置，能够降低与树脂等耐热性低的材料一体形成的玻璃基板的残余应力。另外，即使对于因高残余应力而通常在数十分钟内出现破损的玻璃基板，也能够在出现破损之前降低残余应力。玻璃基板(G)的残余应力降低方法具有：激光照射步骤，向玻璃基板(G)的残余应力高的部分照射激光而进行加热；以及冷却步骤，对照射了激光而被加热的部分进行冷却。

摘要： 本发明公开了一种光纤环式残余应力测试系统，包括若干光纤传感器、传输光纤、解调装置及数据处理装置；若干光纤传感器通过传输光纤串联并绕制成圆形构成光纤传感器环，光纤传感器环固定于待测材料表面并通过传输光纤接入解调装置，解调装置与数据处理装置电连接；光纤传感器用于测试钻孔前后其所在测点的波长信号，并将测得的波长信号通过传输光纤传输至解调装置，解调装置用于解调并记录光纤传感器环上所有光纤传感器测得的波长信号并输出至数据处理装置，数据处理装置用于对解调装置输出的数据进行数据处理及分析。本发明的系统可有效降低钻孔法测试时应变传感器的安装难度，减少操作带来的误差影响，提高了测试精度。

摘要： 提供一种残余应力推定方法及残余应力推定装置，前述残余应力推定方法及残余应力推定装置能够适合发生塑性应变占大部分的固有应变的结构物的残余应力的推定。向被用于基于固有应变法的残余应力推定方法的分布函数，将被实施塑性加工的结构物在加工前后体积不变化作为限制条件来导入。从被从结构物选取的T片测量残余应力或弹性应变，使分布函数的参数最佳化，使得近似于从被测量的残余应力或弹性应变的测量值所得到的各测量点的固有应变。使用所得到的参数来算出结构物的残余应力的推定值。

摘要： 本发明提供残余应力测定装置以及残余应力测定方法，该装置具备：X射线产生源，其向测定对象物照射X射线；第一检测元件，其在第一检测位置检测所述测定对象物的衍射X射线的强度；第二检测元件，其在与所述第一检测位置不同的第二检测位置检测所述测定对象物的衍射X射线的强度；移动机构，其使所述第一检测元件以及所述第二检测元件分别沿着在与X射线的入射方向正交的方向延伸的直线移动；移动控制部，其使所述移动机构驱动，并控制所述第一检测元件以及所述第二检测元件各自的检测位置；应力计算部，其基于所述第一检测元件以及所述第二检测元件分别借助所述移动机构移动而分别检测出的衍射X射线的强度峰值，计算所述测定对象物的残余应力。

摘要： 提供一种残余应力推定方法及残余应力推定装置，前述残余应力推定方法及残余应力推定装置在不使残余应力的推定精度降低的情况下，能够抑制用于测量固有应变的切断片的选取数。在设想在结构物上固有应变在一个方向上相同地分布的情况下，使用者从在前述固有应变相同地分布的区域内被选取的切断片测量残余应力，将测量值向残余应力推定装置输入。残余应力推定装置使用被赋予的残余应力的测量值，推定结构物的与一个方向正交的解析面的固有应变的二维分布，将被推定的固有应变的二维分布向前述一个方向转印，推定结构物的固有应变的三维分布。

摘要： 本发明公开一种用于残余应力压入测试方法检验的标准预应力加载装置，包括基体、加载元件、数显力传感器和夹具，所述基体的两端分别设置有孔，且左右两端孔同心，所述基体的内部设置有支撑试样的凸台；所述数显力传感器包括相连的力传感器和力显示器，所述力传感器设置在所述基体内部，且分别与加载元件和夹具相连；所述加载元件通过所述基体左端的孔与所述力传感器相连，用于对试样施加轴向的压力或拉力；所述夹具位于所述基体内部，用于将试样沿轴向夹紧，并通过基体右端的孔与基体固定。本发明的装置结构简单，预应力分布均匀、测量直接准确，且在压入测试过程中，预应力状态稳定，其值不受压入实验影响，因此可作为一种标准预应力产生装置使用。

摘要： 本发明提供一种抑制在通过穿孔法对树脂成形品的预定位置处的内部的残余应力进行测量之际因穿孔时的发热等造成的影响，并精度良好地测量残余应力的方法。一种残余应力测量方法，其中，在该残余应力测量方法中，在树脂成形品设置穿孔部，测量在利用钻头对穿孔部进行穿孔的正式穿孔工序时释放的释放应变量，并求出树脂成形品的内部的残余应力，对于释放应变量的测量，在正式穿孔工序之前至少进行：预穿孔工序，在该预穿孔工序中，使钻头前进至预穿孔深度位置地对树脂成形品的穿孔部进行穿孔，之后使钻头后退而从树脂成形品拔出钻头；以及穿孔条件设定工序，在该穿孔条件设定工序中，以使第一应变量ε1与第二应变量ε2之间的差的绝对值即应变量差Δε成为50μst以下的方式来设定正式穿孔工序中的钻头的转速和进给速度中的至少一者，该第一应变量ε1是在预穿孔工序结束的时刻检测出来的，该第二应变量ε2是在预穿孔工序结束之后静置至应变量稳定的时刻检测出来的或在该时刻之后检测出来的。