残余应力

摘要： 利用基于断裂力学基本原理的裂纹柔度法,测定了多辊连续矫直前后带钢沿厚度方向上的轧向残余应力分布,并提出了相应的残余应力评价指标:上、下表面应力分布对称度和单位长度残余应力,以评估残余应力对下游加工过程材料畸变的影响.结果表明,经过多辊连续矫直后,带钢原始残余应力大的部位残余应力减小,原始残余应力小的部位残余应力增大,残余应力分布均匀程度有所改善;但与此同时,带钢上、下表面应力不对称程度增加,导致钢板在下游使用过程中出现翘曲的风险增大;但钢板整体的单位长度残余应力分布相对均匀,使得钢板在后续使用过程中产生侧弯畸变的可能性减小.

摘要： 采用3种不同喷丸强化工艺(干喷丸、先干喷丸后湿喷丸以及湿喷丸)对1Cr11Ni2W2MoV钢螺母表面进行强化处理,比较了喷丸工艺对螺母表面残余应力、粗糙度、显微组织的影响。结果表明:湿喷丸后螺母表面残余压应力最大,且最大残余压应力出现在大圆弧截面处,达到550 MPa,同时表面粗糙度R_(a)最小,分布在0.75~0.85μm范围;干喷丸后螺母的表面残余压应力最小,表面粗糙度R_(a)最大,分布在2.5~3.2μm范围。喷丸后螺母外层晶粒破碎而得到明显细化,而中心层的晶粒未发生明显变化;湿喷丸工艺和先干喷丸后湿喷丸工艺分别在螺母表面形成0.15,0.25 mm深度的残余应力层,适合采用先干喷丸后湿喷丸方式对1Cr11Ni2W2MoV钢螺母表面进行强化处理。

摘要： 针对航空发动机燃烧室帽罩成形难度大、易失稳起皱等问题,进行了粘性介质结合翻边成形有限元仿真研究,研究结果表明,帽罩中心开孔尺寸决定了环形凸起复杂曲面区域的应力场分布,在预成形过程中,环形凸起区域均由残余压应力与拉应力混合组成,增加开孔尺寸,环形凸起表面拉应力均值有下降的趋势,在二次成形过程中,受中心孔尺寸优化影响,残余拉应力与压应力均值及极值的分布均匀,帽罩环形凸起区域没有明显褶皱出现。在翻边成形过程中,采用2m/s凸模进给速度,模型整体成形应力均匀性提高,符合成形要求。

摘要： 某型飞机发动机安装架T型管焊接接头在服役期间出现断裂,随后在例行检查中发现多架次飞机发动机安装架在相同位置出现裂纹,飞行训练受到严重影响,飞行安全受到严重威胁。为了探明失效原因,根据失效分析自主开发该型飞机发动机安装架的焊接修理工艺。针对该型飞机发动机安装架,首先通过扫描电镜与金相显微镜等设备确定失效原因为热影响区域附近存在大量焊接残余应力,导致焊接裂纹,该构件在服役中受到交变载荷最终导致了裂纹扩展后的疲劳断裂;然后参照现有焊接工艺在有限元软件中进行焊接仿真,通过温度场探究应力场的分布规律;最后通过X射线测试残余应力,证明仿真模型的正确,为该型飞机发动机安装架焊接修理工艺的自主开发奠定了基础。

摘要： 为延长机身蒙皮材料服役寿命对AA2524铝合金进行激光喷丸处理,研究激光喷丸对AA2524铝合金疲劳和断裂性能的影响。对紧凑拉伸(CT)试样经不同的喷丸次数和单面/双面激光喷丸后采用显微硬度计、X射线残余应力仪和超景深显微镜进行表面完整性测量,激光喷丸后开展疲劳裂纹扩展试验(FCG)和断裂韧性实验(K_(c)),采用扫描电镜对断口微观组织进行观测。结果表明:经激光喷丸处理后,CT试样的显微硬度和残余应力均显著提高;与母材(BM)相比,单面激光喷丸3次后试样疲劳寿命延长了2.4倍,断裂韧性提高了22%。

摘要： 为研究BS700高强钢槽形对焊箱形截面构件稳定性的影响因素,建立了能考虑初始几何缺陷和残余应力的非线性屈曲分析有限元模型,研究了残余应力、翼缘宽厚比、长细比等因素对构件稳定性的影响。研究发现,残余应力对长细比位于20~70的构件稳定系数有显著影响,翼缘宽厚比对构件稳定性有较大影响。随着翼缘宽厚比增加,构件屈曲模式由整体屈曲逐渐转变为局部屈曲。宽厚比小于30时,残余应力对构件稳定系数影响较大,最大值超过10%;宽厚比大于40时,残余应力对构件稳定系数影响较小,中等长细比构件对残余应力较为敏感。长细比对构件稳定性影响较大,随着长细比增大,所有构件稳定系数都降低。但长细比对不同翼缘宽厚比和截面边长比的构件稳定系数影响不尽相同,对于截面紧凑的构件(翼缘宽厚比、截面边长比较小)稳定系数影响较小。

摘要： 随着油套管下井深度的不断增加,对油套管钢级、塑性抗挤压能力要求也逐渐提高。对无缝管T1、有缝管T2、有缝管T3三种不同成型工艺套管,采用具有光学自动对中的残余应力检测设备进行了检测,并对检测结果进行了观察分析,比较对比残余应力分布特征、差异,为工艺设计提供借鉴。检测表明,无缝管T1残余应力为较为平缓的U型分布;有缝管T2轴应力呈交替循环分布;有缝管T3切应力呈台阶式分布。

摘要： 硫化锌(ZnS)具有较高的红外透过率及良好的力学、热学和光学等综合性能,经热等静压透明化处理后得到的多光谱硫化锌(m-CVDZnS)透射范围更宽(0.3~13μm),满足复合制导的需求,是红外双波段飞行器观察窗口和头罩的关键材料。而m-CVDZnS多晶中的残余应力直接影响窗口和头罩的光学均匀性和光学成像质量。本工作在热等静压设备中对CVDZnS多晶样品进行原位退火,采用的保护气体Ar气达到热等静压高温恒温所需压力后,退火过程不再进行充压或泄压(带压退火)。退火样品为多个尺寸约120 mm×165 mm×10.2 mm的m-CVDZnS多晶抛光样品,典型带压退火的优化工艺如下:高温退火条件采用990°C/150 MPa,结合600°C恒温和慢降温至室温退火。样品应力双折射测量结果表明,带压退火处理使残余应力明显减小,应力双折射平均值从12~13 nm/cm减少到3~5 nm/cm,降幅约100%;退火处理后应力分布均匀性明显提高。

摘要： 针对某核电站主管道仪表接管角焊缝及其预堆层可能出现的缺陷等问题,开展了OVERLAY堆焊修复技术研发,并采用数值模拟方式开展焊接工艺研究。完成了堆焊修复结构设计;基于Abaqus建立有限元分析模型,采用生死单元法及热循环曲线法对多层多道堆焊过程进行数值模拟,研究堆焊过程中温度场和应力场的分布特性;开展不同堆焊厚度及线能量堆焊工艺下应力对比。计算结果表明,焊趾处存在应力集中区域,原角焊缝及预堆层表面在堆焊后以压应力为主,堆焊层自内向外拉应力逐渐增大;随着堆焊厚度的增加,应力水平呈下降趋势,但焊后变形呈增大趋势,且向内收缩增大幅度比轴向收缩更为明显;随着线能量的增加,应力水平和焊后变形均有增大趋势,但增大幅度并不明显。上述研究可为现场堆焊维修方案的制定提供数据支撑。

摘要： 管道焊接残余应力是影响管道安全和使用寿命的关键因素。中子衍射是唯一无损检测厚钢焊缝结构完整性的方法。本文主要采用中子衍射谱仪,辅以显微镜和硬度分析仪研究40 mm厚STE460钢管钨极惰性气体保护焊得的焊缝的残余应力分布、微观形貌、维氏硬度等。研究结果表明,焊缝的残余应力最高达670 MPa,非常接近STE460钢抗拉强度极限,而热影响区内的残余应力很小。全峰半高宽分析表明,焊缝区域塑性形变程度较低。整个焊缝不同区域的晶体显微照片表明其皆是均匀细晶。沿着焊缝方向和垂直焊缝方向的维氏硬度几乎一致,均在(200~250)HV0.2范围内。分析测试结果不仅满足工业应用里的电站基础结构建设和其他非破坏性残余应力评估装置校准的需求,并能增加对STE460钢厚截面焊缝的认知。

摘要： 为了快速准确地给出考虑初弯曲及残余应力的钢管轴向承载力,并确定各参数对它的影响规律,有必要给出钢管承载力的解析解.假定钢管的轴力到达极限时,弹性条件下的轴力-侧移关系依然有效,且截面正应变满足平截面假定;根据有缺陷轴压钢管在弹性条件下的挠度-侧移关系,推导了考虑初始弯曲的钢管中间截面的轴力-截面弯矩公式;基于应变的平截面假定,根据钢管截面正应力的积分关系,推导了钢管残余应力、横截面塑性发展系数、弯矩和轴力的公式.求解以上两个公式即可得到钢管的轴向承载力解析解.采用壳单元有限元模型验证了各假设条件的合理性及解析解的精度.

摘要： 提出采用模拟件-产品件有限元数值计算方法进行大型结构多道焊接残余应力的高效三维数值计算.首先进行模型件制造和试验测试,获得温度循环、残余应力等数据,然后针对模拟件残余应力进行数值计算,以试验数据标定模拟件模型和算法,并开展一系列的优化和高效计算,如焊道简化等,最后将优化算法和模型应用于产品件的数值计算上.实现了包含两非中心孔位置J型焊缝的压力容器顸盖产品件焊接残余应力高效计算,并研究了两J型焊缝间的应力叠加效应.结果表明:模拟件一产品件的研究方法可应用于核电大型焊接结构的残余应力高效数值分析,诗算结果说明控制杆驱动结构管座焊缝之间的应力叠加效果不明显.

摘要： 基于声弹性理论,采用临界折射纵波法测量12mm厚Q345C钢对接接头残余应力,测试过程中采用频率2.5MHz的一发一收探头,获得对接接头不同区域的残余应力分布状态.由于超声在传播过程中材料的微观组织尺寸和形貌会影响超声波的传播速度,通过对焊接接头不同区域分别进行标定,得到各个区域的应力系数K,提高了Q345C钢焊接接头残余应力测试的精度.通过修正焊接接头微观组织差异性对超声波声速的影响,促进临界折射纵波法测试残余应力的工程化应用.

摘要： 静态工作应力与焊接残余应力叠加,将导致构件产生局部塑性变形以及焊接残余应力重新分布,静态工作应力卸载后,可以降低残余应力峰值.基于此理论,选用A6005A-T6铝合金焊接接头作为研究对象,研究静态加载条件和逐级加载条件下残余应力的演变规律.结果表明:平板焊接试板经过静态拉伸(加裁载荷150MPa)后残余应力发生了很大程度的释放,纵向残余应力峰值由125MPa降为48MPa,横向残余应力峰值由155MPa降为56MPa.这是因为外载与残余应力叠加超过材料屈服强度产生了塑性变形,残余应力发生释放.焊接构件使用前可以进行一定程度的静拉伸,从而消除一部分残余应力,尤其是降低残余应力的峰值.

摘要： 采用X射线衍射法(XRD)测试转向架侧梁在制造过程及疲劳试验过程中同一部位焊接的残余应力,获得焊接残余应力在生产及服役过程中的变化规律,为改进转向架制造工艺提供理论支撑.结果表明:侧梁来科基础件表面为压应力;转向架大部件焊后及热调修后残余应力整体分布不均匀,存在高值拉伸应力;构架热处理后焊接残余应力大幅度降低,残余应力趋于均匀化;构架喷砂后,焊接残余应力由拉应力转变为压应力,并在构架表面形成有利于疲劳性能的压应力层;构架疲劳试验600万次时,残余压应力不会发生松弛;构架疲劳试验1200万次后,构架表面的残余压应力大幅度下降,应力逐渐松弛重新分布,且分布更为均匀.

摘要： 为研究析出相对超声测量残余应力的影响,在200°C下将7xxx母材分别保温2h、4h、6h、8h后制备试验试样.分别对试样的应力常数K、超声波在零应力介质中的传播时间t0、超声衰减3个指标进行测试,分析铝合金的析出相对2个计算参数K、t0及超声衰减的具体影响.分析发现,在析出相含量有明显差距的4组试样中,其K、t0、超声衰减均没有明显变化,说明7xxx铝合金材料的析出相对超声波测量残余应力的精确度基本无影响.

摘要： 超声波法检测轨道车辆残余应力时,由于被检测部位的表面附着物、表面粗糙度、表面弧度的差异会造成检测结果出现很大误差,这对有效评判被检测部位的残余应力峰值及分布会产生很大影响.基于上述考虑,以轨道车辆常用的A7N01铝合金为研究对象,从表面附着物、表面粗糙度、表面弧度3个方面系统研究表面耦合状态对残余应力检测误差的影响.结果表明:表面存在圆弧过渡时,应采用修正后的圆弧探头;使用砂纸对喷砂面适度打磨,可以提高超声法应力测试精度,但过度打磨会破坏喷砂层或者形成新的附加机械应力层,对测试结果产生明显影响;超声法可对涂装油漆件直接进行应力测试,油漆层对t0影响极其明显,但K值与第一临界入射角影响不大,所以必须修正t0大小.

摘要： 车钩面板是轨道车辆的重要部件,为研究其焊后变形及残余应力问题,基于热弹塑性法,以6005A-T6铝合金车钩面板为研究对象,对其多层多道焊接变形与残余应力场进行数值模拟,并提出工艺优化方案.结果表明:6005A-T6铝合金车钩面板焊接后焊缝附近区域存在较大的纵向残余拉应力,起弧处与熄弧处呈现较大的横向残余压应力.Von-Mises等效应力最大值出现在正面焊缝与背面焊缝相接处.通过施加适当的反变形,可在不影响整体残余应力峰值的情况下有效减小焊接变形,进而兼顾车钩面板的平整度与承载能力.研究结果对车钩面板的实际焊接生产具有一定的指导意义.

摘要： 温度是影响超声波残余应力测试精度的重要因素.利用环境实验室,研究温度对A7N01P-T4铝合金焊接接头中母材、热影响区、焊缝的影响,并建立了温度修正模型.结果表明:当测试温度较低时(0～38°C),温度对声弹性效应的影响占据主导地位,而声弹性效应与温度的关系与所测试的材料无关.当测试温度较高时,弹性模量E和密度ρ随温度变化明显,当修正温度为2～38°C时,温度修正模型为△σ=K[t-(0.41405T-0.87406)].

摘要： 抛丸强化是利用高速运动的弹丸流不断冲击工件表面产生塑性变形层,从而得到压应力层,以提高工件的可靠性和耐久性.弹丸是影响抛丸强化效果的重要因素之一,本文重点研究了弹丸直径对零件抛丸后残余应力分布和齿面粗糙度的影响.

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。

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： 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。