基于弹性理论的残余应力反演和变形计算

毛坯在制造过程中,材料力学性能的非均匀性导致其内部产生残余应力.残余应力会造成结构破坏,在工件的切削去除过程中,残余应力会逐渐释放并引起变形.采用有限元的“生死单元”技术模拟材料的切削去除过程,并转化为残余应力的释放,基于板壳理论、小变形理论、弹性理论和叠加原理,将径向基函数插值法与几何方程、物理方程相结合,开发出一种新的解析方法,反演残余应力场并计算变形.结果表明解析方法的理论解与有限元解高度吻合,能够用于判断残余应力分布并计算残余应力弹性释放引起的变形.     

表面涂层材料的残余应力测量技术

本文采用电测盲孔法测定表面涂层材料残余应力的测量技术，在试件和表面涂层结构上进行测试．大量试验表明，此方法可靠、有效，可在工程实际中使用，为解决表面涂层“爆裂”等问题，提供了有效的测定残余应力的手段     

残余应力与残余应变的几何作图法

理想弹塑性材料截面受弯达到部分塑性后完全卸载将存在残余应力与残余应变。本介绍了求解这种残余应力与残余应变的几何尺规作图法。     

高分子材料注塑固化阶段的残余应力分析

在结晶性高分子材料注塑过程的固化阶段，温度分布、材料细观结构和应力应变之间相互耦合，因而其变化规律非常复杂．本文在井上等人考虑材料细观结构变化的金属热加工工艺应力分析［３～６］的基础上，发展了一套用于高分子注塑固化阶段残余应力分析的本构描述和有限元分析方法．在本构模型中，同时考虑了温度变化、结晶和“冻结取向”对变形的贡献．     

耐磨胶粘涂层固化残余应力的测试分析

将多根电阻丝平行于界面预埋在耐磨涂层中不同深度处，通过半桥电路测定了相应深度处涂层的固化残余应力。结果表明，紧接界面处耐磨胶粘涂层的残余应力最高，自界面开始处外约０．５ｍｍ层厚范围内的残余应力逐渐减小，可见涂层的固化残余应力主要来自底材表面对其固化收缩的阻碍效应。用适量的橡胶增韧是减小耐磨胶粘涂层固化残余应力的可行途径。     

利用材料拉压异必无损检测残余应力的新方法

用实验手段研究了若干种材料在弹性范围内的拉压异性,发现某些材料的拉伸弹性模量与压缩弹必模量相差高达60%,从分析拉压异性产生的机理,描述了拉压导师性材料的应力应变关系,在此基础上提出了一种基于材料拉压异性的残余应力无损检测新方法,并进行了弯曲和扭转残余应力的典型实验,结果证明在某些条件下它是十分有效的,具有简便、精度高的特点。     

残余应力下厚壁筒表面裂纹的应力强度因子计算

本文首先介绍了边界元法计算裂纹尖端应力强度因子的基本理论,接着利用边界元法计算了在残余应力下不同厚壁筒内表面椭圆裂纹的应力强度因子,研究了其大不随椭圆裂纹不同而变化的规律,为厚壁筒结构的设计,制造以及疲劳寿命分析提供了许多有价值的参考资料。     

弱正交异性材料残余应力测量的声弹性方法

为了适应工程材料的残余应力无损测量的要求,本文将横波和纵波声弹性相结合,建立适用於弱正交异性材料的平面声弹性残余应力测量方法,并应用该方法及自行研制的横波换能器对焊接试件的二维残余应力进行了测试。     

高压聚乙烯装置用G4345V钢厚壁管冷弯残余应力检测

本文对某厂聚乙烯装置用Ｇ４３４５Ｖ钢厚壁管冷弯残余应力进行了检测．为寻求较适用的降低残余应力的方法，对弯管进行两种处理以后的效果进行了检验，二种处理工艺为热处理（３７０℃）及喷丸．最后在现场对喷丸前后的残余应力用磁各向异性探头进行了检测，证明该方法有很大的发展前途     

X射线衍射法测量碳化硅单晶的残余应力

为了准确评估晶体的质量、提高器件的使用性能,本文围绕单晶碳化硅材料残余应力方面开展了相关研究工作.首先通过对原有的多重线性回归分析方法加以改进,推导出适用于求解六方晶系单晶碳化硅试样所处应力状态的相关理论.其次,采用该方法对沿着[1010]取向生长的6H-SiC单晶片进行了残余应力检测,同时选用{214}晶面族作为测量衍射面.最后,探究了来源于不同晶面组数的数据进行计算时对残余应力测量结果的影响.结果显示:采用多重线性回归分析方法可以实现单晶6H-SiC的面内残余应力的测定;当给定无应力晶面间距d;的精确值时,该应力结果的误差高于选用5组以上(hkl)晶面数计算得到的残余应力结果的误差;如果d;未知,则随着参与应力计算的晶面组数的增加,平面残余应力的误差结果会逐渐降低并趋于平稳.这表明实验测定的残余应力结果具有较高的精度.另外,为了保证实验测得的应力结果的可靠性,应该选用六组及以上衍射面数通过多元回归分析方法来求解单晶碳化硅试样所处的残余应力状态.     

钻孔法和光栅应变花测试复合材料的残余应力

残余应力对材料、结构的疲劳强度和使用寿命等性能的影响早已为人们所熟知,由于它的大小、方向和分布随制造加工或处理方法不同而有很大的随机性,国内外对它的研究很重视。对于各向异性的复合材料,随着加上生产制造过程及工艺参数的不同,其中的残余应力的大小、方向等就更加复杂。从国内外对残余应力的研究中,可以看出大多数都着重于实验研究。本文应用钻孔法和云纹干涉技术的成果,针对残余应力测试中的特点,尤其是在利用钻孔法和云纹干涉技术测试残余应力时存在的问题,在目前绝大多数云纹干涉技术所使用的正交光栅的基础上,提出并研制出一种三个方向的光栅,即在原来 0°、90°两个方向光栅上,再加上一个 45°方向的光栅,在进行云纹干涉测试时,一次加载时就可以同时测试出三个独立的位移场:u场、v场和s场,利用这三个位移场就可以得到相应的三个应变:ε0、ε90和ε45,进而可以计算得到相应的应力。     

抽油杆表面感应淬火引起的残余应力

本文讨论了抽油杆通过感应线圈和水冷装置时的温度场和由温度场引起的相变。在有限元计算中，通过与实验数据对比，认为考虑温度对弹性模量有影响的计算模型更合理，并用此模型计算了由温度和相变共同作用的弹塑性应力场，及最终的残余应力。结果表明淬火层超过一定厚度后，残余应力分布的合理性降低；淬火前抽油杆的强度与残余应力的大小关系较弱。     

On the Residual Stresses in the Vicinity of a Cylindrical Discontinuity in a Viscoelastoplastic Material

The one-dimensional deformation of a material and subsequent unloading in the vicinity of a single cylindrical discontinuity is calculated using the theory of large viscoelastoplastic strains. Emphasis is on the formation of a residual stress field during the loading-unloading process and the effect of the viscous properties of the material on the level and distribution of these stresses. A comparison is performed with results of solution of the corresponding problem using the theory of large elastoplastic strains. __________ Translated from Prikladnaya Mekhanika i Tekhnicheskaya Fizika, Vol. 47, No. 2, pp. 110–119, March–April, 2006.     

灰铸铁表面激光熔敷层耐磨性的研究

采用激光熔敷涂料新工艺 ,以镍基焊条为熔敷材料 ,通过随机变化焊条成分 ,在熔敷层内生成 Ti C等硬质相 ,从而达到改善灰铸铁激光熔敷层组织结构和耐磨性的目的 ,考察了熔敷层中 Ti、Co和 Ni的成分变化对熔敷层耐磨性的影响 .结果表明 :以镍基焊条为熔敷材料制备的灰铸铁表面激光熔敷层具有较好的耐磨性 ;随着熔敷金属涂层内钛含量的提高 ,Ti C体积分数增大 ,熔敷层的耐磨性改善 ,而增加 Co含量可进一步提高熔敷层的耐磨性     

图解法测定压力容器残余应力的研究

电测法测定压力容器的残余应力,关键取决于屈服应力的确定。本文基于平面应力屈服条件,通过薄壁筒压力容器非膜应力部位的组合应力轨迹,用图解的方法研讨了测点的屈服应力。结果发现,残余应力和弯曲应力均可改变薄膜应力轨迹,以致组合应力部位的屈服应力不同于薄膜应力部位,但是,拉应力区域,第一主应力方向的Tresca屈服应力均为sσ。根据应力轨迹与屈服轨迹之交点的应力符合屈服条件的原理,通过分解薄壁筒焊缝的电测应力曲线,探讨了测点第二主应力方向的Tresca屈服应力以及用Mises屈服轨迹得到残余应力的方法。探究结果表明,压力容器的残余拉应力可以通过电测应力用图解方法得以测定,并且其测试精度可满足工程要求。基于平面应力屈服条件,研讨了压力容器非膜应力部位的组合应力轨迹,并根据应力轨迹与屈服轨迹之交点的应力符合屈服条件的原理,用薄壁筒的电测应力曲线,探究了图解法测定压力容器残余应力的可行性。结果表明,图解法可用于压力容器残余拉应力的测定,并且其测试精度可满足工程要求。     

感应熔覆原位合成TiC增强金属基复合涂层组织与抗磨性能的研究

以Ni60A、Ti粉和石墨粉为原料,利用感应熔覆技术在16Mn钢基材表面制备出原位自生TiC颗粒增强金属基复合涂层,分析了涂层的显微组织,在常温干滑动摩擦条件下评价了涂层的耐磨性能.结果表明:复合涂层由TiC颗粒、γ-Ni奥氏体枝晶和枝晶间M23C6共晶组织组成;随着载荷增加,感应熔覆涂层磨损质量损失缓慢增大,16Mn钢磨损质量损失迅速增大,熔覆涂层具有优异的抗磨性能,其磨损机制主要为擦伤式磨损.     

SMA复合材料在热载条件下的残余应力分析

本文基于三相复合圆柱模型发展了增量型的分析方法,讨论在ＳＭＡ复合材料中由于ＳＭＡ材料相变以及各相材料热特性随温度变化引起的残余应力。研究基体与过渡恸介面和纤维与过渡界面间的残余应力,同时讨论由于基体相的变化对残余应力的影响。特别研究了涂层和复合材料基体间界面处的残余应力受纤维体积比、涂层厚度、纤维最大相变应以及基体中纤维取向等影响,而且讨论了计及应力对相就运动方程的影响时对ＳＭＡ复合材料相变温度和     

压力机焊接残余应力的状态分析

对 ２０００ｋ Ｎ 及 １５００ｋ Ｎ 压力机焊后残余应力状态进行了测试分析,并对用振动法和热处理两种方法进行消除残余应力的效果进行了现场测试及对比分析。     

再生器、沉降器残余应力状态分析

对炼油厂催化系统的再生器、沉降器残余应力状态进行现场测试分析,并对出现缺陷处、装置焊接成型过程中的强力组装处等典型部位进行测试,分析了出现缺陷的原因。     

石墨添加量对Fe-Ti-V-C熔覆层组织及耐磨性的影响

通过激光熔覆在低碳钢表面获得Fe-Ti-V-C铁基熔覆层,利用X射线衍射(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微硬度计和磨粒磨损试验机,分析比较了熔覆粉末中不同的石墨添加量对Fe-Ti-V-C熔覆层物相组成、硬度和耐磨性的影响.结果表明:熔覆层中碳化物为均匀分布的TiVC2和VC.TiVC2呈多角块状或枫叶状,VC呈小块状或细长条状,且碳化物数量随石墨加入量的增加而增加.熔覆粉末中石墨添加量过多时,熔覆层中出现残余奥氏体.一定范围内,熔覆层的硬度与耐磨性随石墨加入量的增加呈现先显著提高后降低的趋势.进行多层熔覆时存在回火软化现象,且熔覆层硬度越高回火软化现象越明显.