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残余应力对构件固有频率影响的讨论

1 引言残余应力产生的原理很复杂 ,且随时间的变化在不断改变其量值 ,所以在分布和量值上具有很大的随机性。因此 ,从理论上讨论残余应力对构件固有参数影响的文献很少见到。本文试图以焊接残余应力为研究对象 ,根据焊接残余应力的分布特点 ,建立焊接残余应力的数学模型 ,导出焊接残余应力对构件固有频率影响的理论公式。然后 ,从理论和实验上讨论焊接残余应力对构件固有频率的影响。这对残余应力的评估和判断以及振动时效的研究有很大的帮助。2 焊接残余应力的数学模型讨论图 1所示的边长为a、b的等厚矩形薄板的自由振动 ,建立图 1中所示的坐标系。图 1 矩形薄板Fig.1Quadratethinplate 设平行x轴有沿轴线的焊缝 ,有残余应力分布在板内。该残余应力的分布如图 2所示[1] 。图 2a所示是平行于接合方向的残余应力 ,并在结合的中央部位产生大的拉伸残余应力 ;图 2b为垂直接合方向的应力分布。为建立与图2对应的残余应力的数学模型 ...  (本文共5页) 阅读全文>>

中南大学
中南大学

航空铝合金板应力松弛行为的试验研究

7xxx系(铝-锌-镁-铜系)和2xxx系(铝-铜-镁系)是可热处理强化的变形铝合金,它们具有优良的力学、加工成型性能,且可通过淬火时效工艺析出大量弥散强化相使合金得到强化,或采用表面喷丸工艺引入表面压应力以改善材料表面特性从而显著改善铝合金结构件的疲劳性能,延长其使用寿命,并有效抑制表面微裂纹的萌生与扩展,故被广泛应用于航空航天等重要领域。但一方面,铝合金淬火过程中将产生很大的残余应力,严重影响航空铝合金结构件的疲劳强度、抗应力腐蚀能力、尺寸稳定性与后续加工变形等;另一方面,由喷丸强化工艺引入的表面应力在外部温度、应力等交变载荷下很容易发生应力释放,从而使其有利效果降低。航空铝合金制件从坯料制备、冷热加工到工件最终服役,主要经受三类典型但性质不同的载荷:1)温度,关注影响工件力学性能的温度范围;2)振动,即高频微幅应力载荷;3)应力,多指低频中高应力载荷。本论文以7075与2A12航空用铝材为研究对象,借助于X射线衍射法等应力...  (本文共81页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学

DH36钢焊接结构的振动时效判据及热振时效研究

振动时效是一种具有绿色环保、设备便携、快捷高效等优点的焊接残余应力消除方法,具有广泛的应用前景。在振动时效处理后,伴随着残余应力的降低,构件的振动特性往往发生一定的变化。在国家标准和工程上通常以这一点为基础定性地判断振动时效是否产生效力。但是目前关于应力与振动特性之间的关系的研究较少,因而基于这一关系进行的判断经验性较强,缺乏定量化的研究,存在很大的局限。本课题结合海洋结构工程DH36低合金钢焊接部件的振动时效研究,采用理论分析、试验研究与数值模拟技术相结合的方法,研究了振动时效条件下焊接峰值残余应力降低幅度与构件振动特性变化之间的关系,以期由此得出一个较为快捷和准确地估计振动时效工艺有效性的方法,并针对不同的焊接结构开展了相应的应用研究。对薄板矩形DH36低合金钢焊接结构件使用振动时效可以显著地消除其残余应力。有无振动时效处理两种情况下的焊接试样整体力学性能没有显著改变,硬度和金相组织结构也没有显著差别,由此排除了DH36低合...  (本文共149页) 本文目录 | 阅读全文>>

《中国材料进展》2011年11期
中国材料进展

淬火应力场对铝合金厚板固有频率的影响

胡永会1前言构件内残余应力的存在,对构件的固有频率、阻尼等参数将产生影响。高永毅等人[1-2]发现,焊接残余应力场的存在增加了构件各阶次固有频率,构件的阻尼也发生变化;李文威等人[3]也发现,残余应力的存在,对铸件固有频率等振动参数产生较大的影响,同一梁形铸件经过10年时间的自然时效后,其应力降低了80%,一阶固有频率降低了20 Hz。《振动时效工艺参数选择及技术要求》[4]中明确提出振动时效过程中构件固有频率将发生变化,故理论与实验研究残余应力场对构件固有频率的影响,对残余应力的评估和判断以及振动时效的研究有很大帮助。同时,也为建立固有频率的变化与其残余应力的变化二者之间的定量关系提供一个可行方案。2应力场数学模型由于板厚与板长、宽相差较大,淬火过程中沿厚度方向的残余应力很小,在工程应用与理论分析中常忽略。通常认为同一厚度上残余应力均匀分布,而计算时将此应力看作常量,即在板长与板宽构成的二维平面中,应力仅为厚度的函数,但实际上...  (本文共5页) 阅读全文>>

《大型铸锻件》2002年02期
大型铸锻件

液压脉动去除护环锻件宏观残余应力

前言 护环是汽轮发电机转子重要部件。汽轮发电机运转时,护环承受线圈端部及自身产生的离心力,所以要求护环有高的韧性、强度、耐疲劳和耐应力腐蚀开裂等性能,而且其宏观残余应力也不能过高。 护环用钢为高锰奥氏体无磁性钢。因无相变强化,所以通常采用固溶强化及冷作强化。在制造厂,通常采用各种形式的扩孔强化方法。其屈服强度可超过1000MPa。 用马杠逐点扩孔的方法简便易行,但其宏观残余应力难以控制。难以满足工程上宏观残余应力低于200Mpa的要求。 护环钢在低于450℃回火时,常规力学性能一般不会发生大的改变。但其应力腐蚀临界应力场强度因子K-眦值也随之降低,这是不允许的。 高温回火,会使其力学性能明显下降。同时在550"C左右会产生回火敏化,其断裂韧性指标急剧下降,K-眦值也随之降低。这都是由于护环钢在525℃回火时,产生大量沿晶界分布的双相片状薄膜,导致上述指标的急剧下降。2002年第2期(总96期) 本文提出用油压脉动方法来去除护环宏...  (本文共3页) 阅读全文>>

《大电机技术》2002年02期
大电机技术

液压脉动去除600MW汽轮发电机护环宏观残余应力

1 前言护环是大容量汽轮发电机转子重要部件。汽轮发电机运转时护环承受线圈端部及自身产生的离心力。设计要求护环有高的韧性、强度、耐疲劳和耐应力腐蚀开裂等性能 ,而且其宏观残余应力也不能过高。护环用钢为高锰奥氏体无磁性钢。因无相变强化 ,所以通常采用固溶强化及冷作强化。制造厂通常采用各种形式的冷扩孔法强化。其屈服强度可超过10 0 0MPa。用马杠逐点扩孔方法简便易行 ,但其宏观残余应力难以控制。工程上要求宏观残余应力控制在低于2 0 0MPa以内 ,这一要求难以满足。护环低于 4 5 0℃回火 ,常规机械性能一般不发生大的改变。但其应力腐蚀临界应力场强度因子Klssc却显著降低 ,这是不允许的。高温回火会使其机械性能明显下降。同时在 5 5 0℃左右会产生回火敏化 ,其断裂韧性Klc急剧降低。Klssc也随之降低。这都是由于5 2 5℃回火产生大量沿晶界分布的双相片状薄膜 ,导致上述指标的急剧下降。本文探讨了用油压脉动方法来去除护...  (本文共3页) 阅读全文>>

《国际学术动态》1998年02期
国际学术动态

残余应力研究概况

第5届国际残余应力学术会议(The Fifth International Conferenee on Residual Stresses)于1997年6月16日至18日在瑞典的林雪平召开,与会代表有253人,来自29个国家和地区。会上交流论文271篇。会上确定,第7届国际残余应力学术会议(ICRS一7)于2004年在我国西安召开。第6届已在上次会议上确定于2000年在英国牛津召开。 残余应力对材料制备、元器件和零部件的制作与使用都有很大的影响。但是,直到目前为止,在残余应力的产生、测量、控制和调整以及它对各种性能的影响等方面仍有许许多多的问题没有解决。而且,随着新型材料、先进工艺和精细元器件的不断涌现,残余应力问题变得越来越突出,因此,各工业发达国家都投人大量的人力和物力,以期在学科和工程两方面都取得较大的进展。 从本次会议看,当前残余应力的研究有以下特点。 (l)材料制备、元器件和零部件制作过程中产生的残余应力的试验测定或理...  (本文共2页) 阅读全文>>