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殘余應力的影響

來源:濟南聯(lián)飛數(shù)控裝備有限公司    日期:2024-03-13 08:36:56    點擊量:


1.對結構或構件的影響
  殘余應力是構件還未承受荷載而早已存在構件截面上的初應力,在構件服役過程中,和其他所受荷載引起的工作應力相互疊加,使其產(chǎn)生二次變形和殘余應力的重新分布,不但會降低結構的剛度和穩(wěn)定性而且在溫度和介質(zhì)的共同作用下,還會嚴重影響結構的疲勞強度、抗脆斷能力、抵抗應力腐蝕開裂和高溫蠕變開裂的能力。


 
2.對結構剛度的影響
  當外載產(chǎn)生的應力與結構中某區(qū)域的殘余應力疊加之和達到屈服點時,這一區(qū):域的材料就會產(chǎn)生局部塑性變形,喪失了進一步承受外載的能力,造成結構的有效截面積減小,結構的剛度也隨之降低。結構上有縱向和橫向焊縫時(例如工字梁上的肋板焊縫),或經(jīng)過火焰校正,都可能在較大的截面上產(chǎn)生殘余拉伸應力,雖然在構件長度上的分布范圍并不太大,但是它們對剛度仍然能有較大的影響。特別是采用大量火焰校正后的焊接梁,在加載時剛度和卸載時的回彈量可能有較明顯的下降,對于尺寸精確度和穩(wěn)定性要求較高的結構是不容忽視的。
 
3.對桿件穩(wěn)定性的影響
  當外載引起的壓應力與殘余應力中的壓應力疊加之和達到這部分截面就喪失進一步承受外載的能力,繼續(xù)承載的桿件的有效截面積減少,桿件剛度降低,穩(wěn)定承載力降低。殘余應力對受壓桿件穩(wěn)定承載力的影響大小,與殘余應力的分布位置有關。
  殘余應力是一個不穩(wěn)定的應力狀態(tài),當構件受到外力、溫度等其它因素作用時,由于這些作用應力與殘余應力的相互作用,使構件某些局部呈現(xiàn)塑性變形,截面內(nèi)殘余應力重新分布,當外在因素去除時整個構件都要發(fā)生變形。構件在使用過程中,殘余應力將發(fā)生松弛,所以殘余應力影響著構件穩(wěn)定性。這也是工程部門最關心的問題之一。
殘余應力對構件變形的影響包括兩個方面:一方面是構件抗靜、動載荷的變形能力;另一方面是載荷卸載后變形恢復的能力。殘余應力在這兩個方面對構件的影響是很大的,因此人們一直在研究消除此影響的有效方法。
  但是最新的研究表明殘余應力還將對試樣的斷裂韌性造成影響。比如試樣拉伸中,拉伸應力的作用將會在試樣內(nèi)產(chǎn)生殘余應力,這可能增加材料的斷裂韌性。


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