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用無損方法分析結構和殘余應力

發布時間:2023-05-25 01:03:36

『壹』 焊接殘余應力怎麼分析,有哪些方面

焊件在焊接過程中,熱應力、相變應力、加工應力等超過屈服極限(Yield strength),以致冷卻後焊件中留有未能消除的應力。 這樣,焊接冷卻後的殘余在焊件中的宏觀應力稱為殘余焊接應力。焊接過程的不均勻溫度場以及由它引起的局部塑性變形和比容不同的組織是產生焊接應力和變形的根本原因。 焊接殘余應力,是焊接工程研究領域的重點問題。涉及焊接的各種工程應用中,都十分關注殘余應力的影響。例如,在土木工程領域,對於鋼結構焊接連接,殘余應力對結構的疲勞性能,穩定承載力等均有影響。 焊接應力有暫時應力與殘余應力之分。暫時應力只在焊接過程中一定的溫度條件 下存在,當焊件冷卻至常溫時,暫時應力即行消失。焊接殘余應力是指焊件冷卻後殘留在焊件內的應力。從結構的使用要求來看,焊接殘余應力有著重要意義。殘余應力按其方向可分為縱向、橫向和沿厚度方向的應力三種。 1.縱向焊接殘余應力 焊接過程一個不均勻加熱和冷卻的過程。在施焊時,焊件上產生不均勻的溫度場, 焊縫及附近溫度最高,可達1600℃以上,其鄰近區域則溫度急劇下降。不均勻的溫度場將產生不均勻的膨脹。焊縫及附近高溫處的鋼材膨脹最大,由於受到兩側溫度較低,膨脹較小的鋼材的限制,產生了熱狀態塑性壓縮。焊縫冷壓時,被塑性壓縮的焊縫區趨向於縮得比原始長度稍短,這種縮短變形受到焊縫兩側鋼材的限制,使焊縫區產生縱向拉應力。在低碳鋼和低合金鋼中,這種拉應力以常達到鋼材的屈服強度。焊接殘余應力是荷載未作用時的內應力,因此會在焊件內部自相平衡,這就必然在距焊縫稍遠區域應力。用三塊剪切下料的鋼板焊成的工字形截面,縱向焊接殘余應力分布。 2.橫向殘余應力 橫向殘余應力產生的原因有:①由於焊縫縱向收縮,兩塊鋼板趨向於外彎成弓形的趨勢,但在實際上焊縫將兩塊鋼板連成整體,不能分開,於是在焊縫中部將產生橫向拉應力,而在兩端產生橫向壓應力。②焊縫在施焊過程中,先後冷卻的時間不同,先焊的焊縫已經凝固,且具有一定的強度,會阻止後焊焊縫在橫向的自由膨脹,使其產生橫向的塑性壓縮變形。當焊縫冷卻時,後焊焊縫的收縮受到已凝固焊縫的限制而產生橫向拉應力,同時在先焊部分的焊縫內產生橫向壓應力。橫向收縮引起的橫向應力與施焊方向及先後次序有關,焊縫的橫向殘余應力是上述兩種原因產生的應力的合成。 3.沿焊縫厚度方向的殘余應力 在厚鋼板的連接中,焊縫需要多層施焊。因此,除有縱向和橫向殘余應力之外,沿厚度方向還存在著殘余應力。這三種應力可能形成比較嚴重的同號三軸應力;會大大降低結構連接的塑性。這就是焊接結構易發生脆性破壞的原因之一。 以上分析是焊件在無外加約束情況下的焊接殘余應力。若焊件施焊時處在約束狀態,如採用強大夾具或焊件本身剛度較大等,焊件將因不能自由伸縮變形而產生更大的焊邊殘余應力,且隨約束程度增加而增大。 如果想要解決殘余應力和焊接變形的問題最好的辦法是振動時效啊,沒有 熱時效那麼麻煩而且還能消除95%以上的殘余應力,華雲家的就不錯,你可以看一下。。。

『貳』 無損檢測的方法

無損檢測是指在不損傷被檢測對象的條件下,利用材料內部結構異常或缺陷存在所引起的對熱、聲、光、電、磁等物理量的變化,來探測各種工程材料、零部件、結構件等內部和表面缺陷。無損檢測被廣泛用於金屬材料、非金屬材料、復合材料及其製品以及一些電子元器件的檢測。 無損檢測,是用非破壞方法檢查材料、毛坯和零件的內部或表面缺陷並評價其整體質量的技術,又稱無損探傷。能發現材料或工件內部和表面所存在的缺欠,能測量工件的幾何特徵和尺寸,能測定材料或工件的內部組成、結構、物理性能和狀態等。 目前用於無損檢測的方法很多。除了5種常規(射線、超聲、磁粉、滲透和渦流)方法外,還有紅外、激光、聲發射、微波,工業CT等。下面是一些常見的無損檢測的方法: X射線無損檢測儀: 1、射線探傷(radiographictesting)。利用X射線或γ射線在穿透被檢物各部分時強度衰減的不同,檢測被檢物的缺陷。若將受到不同程度吸收的射線投射到X射線膠片上,經顯影後可得到顯示物體厚度變化和內部缺陷情況的照片。如用熒光屏代替膠片,可直接觀察被檢物體的內部情況。 2、超聲檢測(ultrasonictesting)。利用物體自身或缺陷的聲學特性對超聲波傳播的影響,來檢測物體的缺陷或某些物理特性。在超聲檢測中常用的超聲頻率為0.5~5兆赫(MHz)。最常用的超聲檢測是脈沖探傷。 3、聲發射檢測(acousticemissiontesting)。通過接收和分析材料的聲發射信號來評定材料的性能或結構完整性。材料中因裂縫擴展、塑性變形或相變等引起應變能快速釋放而產生應力波的現象稱為聲發射。材料在外部因素作用下產生的聲發射,被聲感測器接收轉換成電信號,經放大後送至信號處理器,從而測量出聲發射信號的各種特徵參數。 4、滲透探傷(penetranttesting)。利用某些液體對狹窄縫隙的滲透性來探測表面缺陷。常用的滲透液為含有有色染料或熒光的液體。 5、磁粉探傷(magnetictesting)。通過磁粉在物體缺陷附近漏磁場中的堆積來檢測物體表面或近表面處的缺陷,被檢測物體必須具有鐵磁性。 無損檢測技術已廣泛應用於冶金、機械工業中。目前,無損檢測用得最多的是檢測材料、鑄鍛件和焊縫的缺陷,也就是說目前無損檢測用得最多的是無損探傷。無損檢查缺陷(無損探傷)大致可以分為兩種情況:一種是在製造加工時進行檢查,另一種是在使用過程中定期檢查。這些檢查可以用來進行質量評定和壽命評定。 無損檢測技術,是要以檢查出的缺陷情況為依據來預測缺陷的發展,所以要求盡量准確地檢測出缺陷的種類、形狀、大小、位置和方向,以便進行壽命評定和質量評定。具體來說,無損檢測的作用有一下幾點: 1、確保工件或設備質量,保證設備安全運行。用無損檢測保證產品質量,使之在規定的使用條件下,在預期的使用壽命內,產品的部分或者整體都不會發生破損,從而防止設備和人員事故。 2、改進製造工藝。我們可以先根據預定的製造工藝製作試樣或試製品,對其進行無損檢測,用無損檢測來觀察製造樣品的工藝是否合適,這樣一邊觀察一邊改進工藝,直到最後確定滿足質量要求的製造工藝。 3、降低製造成本。通過無損檢測可以達到降低製造成本的目的。在產品製造過程中適當而正確地進行無損檢測,就能防止工件在最後加工完了又報廢而白白浪費工時,從而降低了製造成本。 無損檢測注意事項: 1、無損檢測要與破壞性檢測相互配合。無損檢測最大的特點就是在不損傷材料、工件和機器結構的前提下進行檢測。但是無損檢測不能代替破壞性檢測,兩者必須相互結合進行。 2、正確選擇實施無損檢測的時間。例如,要檢查高強鋼焊縫有無延遲裂縫,無損檢測實施的時間,應安排在焊接後一晝夜以後進行。 3、正確選擇最適當的無損檢測方法。沒有無損檢測都有自己的特點,在實際檢測中要根據被檢測對象的實際情況來選擇檢測方法。 4、綜合應用各種無損檢測方法。綜合應用各種方法可以彌補一些方法的不足,全面而正確的評價材料、工件等。

『叄』 如何分析PC或者ABS的殘余應力

如何分析PC/ABS的殘余應力呢?
環球塑化網認為主要有三個方法可以分析:

溶劑浸泡法

1、將做好帶有螺絲橋攜槽或柱的PC/ABS製件浸泡於冰醋酸中,持續30s或更長時間,取出後檢查外觀,如有細小緻密的裂紋,說明此處有內應力存在,裂紋越多,則說明內應力越大;

2、異丙醇與丙酮3:1的比例混合,加入紅色染料,著色均一的說明內應力較小,不容易著色的部位應力較大,需要注意帶毀。

Moldflow模流分析模擬法

通過模流分析軟體,分析出速度/壓力切換時的壓力分布情況,壓力越高的,參與的應力也就越大。

四分之一橢圓應力分析法

選用四分之一橢圓夾具,試片盡量居中放置,將溶劑均勻塗覆在試片上,同一種原料試片最好做3-5組,塗覆完成後靜止存放,(環境要求23℃,50%RH),觀察試片裂紋情況,裂紋越多,殘余應力越大。

螺絲孔實驗法

采蠢消備用合適Size的螺絲進行攻螺絲實驗,螺絲上可以塗覆一些常用的工業用黃油,必要的時候可以將攻好的螺絲放入高溫環境,加速應力釋放,出現開裂或者裂紋的說明參與應力大。

應力開裂是影響塑料製品質量的主要因素,為了提高產品質量,必須根據實際情況,在正確分析應力產生開裂的基礎上,採取有效措施和手段,減小和避免產品內應力對製品的影響。

『肆』 殘余應力測試的殘余應力測試方法

金屬材料在機械加工和熱加工(鑄件、焊接件、鍛件)的過程中都會產生不同的殘余應力。殘余應力的存在對材料的力學性能有著 重大的影響,焊接件的製造和熱處理過程中尤為明顯。殘余應力的存在,一方面工件會降低強度,使工件在製造時產生變形和開裂等工藝缺陷;另一方面又會在製造後的自然釋放過程中使材料的疲勞強度、應力腐蝕等力學性能降低。從而造成使用中的問題。因此,殘余應力的檢測對於熱處理工藝、表面強化處理工藝、消除應力工藝的效果及廢品分析等都有很重要的意義。
殘余應力的測量方法可以分為有損和無損兩大類。
有損測試方法就是應力釋放法,也可以稱為機械的方法;無損方法就是物理的方法。
機械方法目前用得最多的是鑽孔法(盲孔法),其次還有針對一定對象的環芯法。
物理方法中用得最多的是X射線衍射法,其他主要物理方法還有中子衍射法、磁性法、超聲法以及壓痕應變法。
殘余應力的檢測國內外均已開展多年,其測定方法可分為機械測定法和物理測定法。機械測定法測定時須將局部分離或分割使應力釋放,這就要對工件造成一定損傷甚至破壞,典型的有切槽法和鑽孔法,這方面技術成熟,理論完善。其中尤以小直徑盲孔法因對工件損傷較小、測量較可靠,已成為現場實測的一種標准試驗方法(見ASTM E837-99)。物理測定法主要有射線法、磁性法、超聲波法,以及國內首創的壓痕應變法(GB/T 24179-2009),均屬於無損檢測方法。射線法理論完善,但因有射線傷害和僅能測定表面應力使其應用受到很大限制;磁性法為根據鐵磁體磁飽和過程中應力與磁化曲線之間的變化關系進行測定,在一定范圍內適用;壓痕應變法採用電阻應變片作為測量用敏感元件,在應變花中心部位採用沖擊載入製造壓痕以代替鑽孔,通過應變儀記錄壓痕區外彈性區應變增量的變化,從而獲得對應於殘余應力大小的真實彈性應變,求出殘余應力的大小。從已有工程應用結果看,這類方法既有應力釋放法的優點,測試設備相對簡單,測試結果准確可靠,又有物性法的優點,被測件表面無明顯損傷(壓痕直徑約1.2mm,深度0.2mm),屬於無損應力檢測方法。綜合各方面的資料,本公司目前開展殘余應力檢測方面的研究主要以壓痕法、小直徑盲孔法、X射線衍射法為主。
盲孔法殘余應力檢測法就是在工件的被測部位貼上應變花(計),通過在應變花(計)中心打一個Φ2mm左右的小盲孔引起殘余應力的釋放,同時,由殘余應力測試儀將這種釋放量測出並通過計算得出該部位的殘余應力大小和方向。
具體步驟如下:
①、將TJ120-1.5-φ1.5應變花按應變計粘貼通用方法准確粘貼在試樣測量點上,並焊好測量導線。粘貼前試樣表面應打磨,但在打磨時不能破壞原有殘余應力場。
②、連接靜態電阻應變儀。以待測的應變花作為補償片,將各應變計所接電橋調零。
③、安裝鑽具,將帶觀察鏡的鑽具放在試樣表面上,必要時 開啟照明燈,在觀察鏡里觀察,初步對准應變花中心位置。然後在鑽具支腿與試樣接觸處滴少許502膠水,膠水固化後擰緊鑽具支腿上的鎖帽,將鑽具固定於試樣表面。再松開鎖緊壓蓋,調X-Y方向的四個調節螺釘3(必須先松後緊),使觀察鏡1的十字線中心在轉動觀察鏡觀察時始終與應變花中心保持重合。鎖緊壓蓋2,靜態電阻應變儀重新調零。
④、鑽孔,取下觀察鏡,將專用端面銑刀的鑽桿擦乾凈,滴上潤滑油(需用縫紉機油,不可使用一般機油),插入鑽具的套筒內,用手輕輕轉動,劃去鑽孔部位的應變花基底後,取出鑽桿。此時,每個應變計的應變讀數應當變化不大,再次調整靜態電阻應變儀的零點。
將配置φ1.0mm鑽頭的鑽桿擦乾凈,滴上潤滑油插入鑽具套筒內,松開鑽桿上的定位卡圈11,在鑽桿卡圈與鑽具套筒7間塞入厚度為2.0mm的鑽孔深度控制墊塊8,使鑽頭與工件接觸後固定卡圈。除去2.0mm的墊塊,連接好手電筒鑽,調壓器調至60~70V,即可開鑽。保持合適的壓力,鑽至卡圈與夾具套筒間貼合,即預定孔深(2.0mm),拔出鑽桿。再換上配置φ1.5mm麻花鑽桿,按以上相同步驟進行鑽孔,。

『伍』 各種材料應力的檢測方法都有哪些

材料應力的檢測方法與設備有很多,其中新拓三維XTDIC三維全場應變測量系統基於數字圖像相關演算法,為試驗者提供非接觸式動態全場三維應變及位移測量,應變測量范圍從0.005%-2000%以上。
XTDIC可直接測量全場振幅、振動信息 ;可用於實時監測 ;試驗過程可追溯、可評估。基於自主研發演算法,結合客戶現場試驗情況,可為客戶提供定製開發服務。客戶需求因行業、工況而有一定的差異,產品定製成為客戶的關注點,新拓三維提供的定製化服務。

『陸』 產生殘余應力的原因及其措施有哪些

機械加工和強梁叢前化工藝都能引起殘余應力。如冷拉、彎曲、切削加工、滾壓、噴丸、鑄造、鍛壓、焊接和金屬熱處理等,因不均勻塑性變形或相變都可能引起殘余應力。

殘余應力一般是有害的,如零件在不適當的熱處理、焊接或切削加工後,殘余應力會引起零件發生翹曲或扭曲變形,甚至開裂。或經淬火、磨削後表面會出現裂紋。

殘余應力的存在有時不會立即表現為缺陷,而當零件在工作中因工作應力與殘余應力的疊加,使總應力超過強度極限時,便出現裂紋和斷裂。零件的殘余應力大部分都可通過適當的熱處理消除。殘余應力有時也有有益的方面,它可以被控制用來提高零件的疲勞強度和耐磨性能。

通常調整殘余應力的方法有:

1、加熱,即回火處理,利用殘余應力的熱鬆弛效應消除或降低殘余應力。

2、施加靜載,使工件產生整體或局部、甚至微區的塑性變形,也可以調整工件的殘余應力。例如大型壓力容器,在焊接之後,在其內部加壓,即所謂的「脹形」,使焊接接頭發生微量塑性變形,以減小焊接殘余應力。

3、振動時效,英文叫做Vibration Stress Relief,簡稱VSR 。在國際上,工業發達國家起始於上世紀50年代,我國從70年代研究和推廣。

4、錘擊、噴丸、滾壓等。噴丸強化是行之有效、應用廣泛的強化零件的手段,噴丸的同時也改變了表面殘余應力狀態和分布,而噴丸產生的殘余壓應力又是強化機理中的重要因素。

(6)用無損方法分析結構和殘余應力擴展閱讀

殘余應力測量方法

殘余應力的測量方法可以分為有損和無損兩大類。有損測試方法就是應力釋放法,也可以稱為機械的方法;無損方法就是物理的方法。機械方法目前用得最多的是鑽孔法(盲孔法),其橡清次還有針對一定對象的環芯法。

物理方法中用得最多的是X射線衍射法,其他主要物理方法還有中子衍射法、磁性法和超聲法。X射線衍射法依據X射線衍射原理,即布拉格定律。布拉格定律把宏觀上可以准確測定的衍射角同材料中的晶面間距建立確定的關系。

材料中的應力所對應的彈性應變必然表徵為晶面間距的相對變化。當材料中有應力σ存在時,其晶面間距d必然隨晶面與應力相對取向的不同而有所變化,按照布拉格定律,衍射角2θ也會相應改變。因此有可能通過測量衍射角2θ隨晶面取向不同而發生的變化來求得應力σ。

從這里可以看出X射線衍射法測定應力的原理是成熟的,經過半個多世紀的歷程,在國內外,測量方法的研究深入而廣泛,測試技術和設備已經比較完善,不但可以在實驗室進行研究,可且可以應用到各種實際工件,包鄭旦括大型工件的現場測量。

『柒』 殘余應力的測量方法

1.盲孔法殘余應力測量

它的原理是在平衡狀態下的原始應力場上鑽孔 ,以去除一部分具有應力的金屬,而使圓 孔附近部分金屬內的應力得到鬆弛,鑽孔破壞了原來的應力平衡狀態而使應力重新分布,並呈現新 的應力平衡,從而使圓孔附近的金屬發生位移或應變,通過高靈敏度的應變儀,測量鑽孔後的應變 量,就可以計算原應力場的應力值。
殘余應力檢測儀主要採用盲孔法進行各種材料和結構的殘余應力分析和研究,還可作為在靜力強度研究中測量結構及材料任意點變形的應力分析儀器。如果配用相應的感測器,也可以測量力、壓力、扭矩、位移和溫度等物理量。它以計算機為中央微處理機,採用高精度測量放大器、數據採集和處理器,測量中無需調零,可直接測出殘余應力值的大小及方向,實現了殘余應力測量的自動化。
2.磁測法殘余應力測量
磁測法殘余應力檢測法主要是通過磁測法來測定鐵磁材料在內應力的作用下磁導率發生的變化確定殘余應力的大小和方向。眾所周知,鐵磁材料具有磁疇結構,其磁化方向為易磁化軸向方向,同時具有磁致伸縮性效應,且磁致伸縮系數是各向異性的,在磁場作用下,應力產生磁各向異性。磁導率作為張量與應力張量相似。通過精密感測器和高精度的測量電路,將磁導率變化轉變為電信號,輸出電流(或電壓)值來反映應力值的變化,並通過裝有特定殘余應力計算機軟體的計算機計算,得出殘余應力的大小、方向和應力的變化趨勢。
3.X射線衍射法殘余應力測量
在各種無損測定殘余應力的方法之中,X射線衍射法被公認為最可靠和最實用的。它原理成熟,方法完善,經歷了七十餘年的進程,在國內外廣泛應用於機械工程和材料科學,取得了卓著成果。X-射線應力測定儀是一種簡化和實用化的X射線衍射裝置,因而它還有一項附加的功能──測定鋼中殘余奧氏體含量。由於它適用於各種實體工件,而且能夠針對同一點以不同的φ角、Ψ角進行測試,以探測織構的影響,這項功能便具備了重要而獨特的用途。

『捌』 應力應變測試常用的方法有哪些

常見的應力測試方法
應力儀或者應變儀是來測定物體由於內應力的儀器。一般通過採集應變片的信號,而轉化為電信號進行分析和測量。
應力測試一般的方法是將應變片貼在被測定物上,使其隨著被測定物的應變一起伸縮,這樣裡面的金屬箔材就隨著應變伸長或縮短。很多金屬在機械性地伸長或縮短時其電阻會隨之變化。應變片其實就是應用了這個原理,通過測量電阻的變化而對應變進行測定。一般應變片的敏感柵所使用的是銅鉻合金材料,這種材料其電阻變化率為常數,它與應變成正比例關系。
我們通過惠斯通電橋,便可以將這種電阻的比例關系轉化為電壓。然後不同的儀器,可以將這種電壓的變化轉化成可以測量的數據。
對於應力儀或者應變儀,關鍵的指標有:
測試精度,采樣速度,測試可以支持的通道數,動態范圍,支持的應變片型號等。並且,應力儀所配套的軟體也至關重要,需要能夠實時顯示,實時分析,實時記錄等各種功能,高端的軟體還具有各種信號處理能力。

『玖』 混凝土結構構件的無損檢測方法

混凝土結構構件無損檢測方法有哪些?請看中達咨詢編輯的文章。
一、知和悔結構混凝土無損檢測的條件:
缺乏同條件試件或標准試件數量不足;試件的質量缺乏代表性;試件的抗壓試驗不符合標准規定;對試件抗壓強度測試結果有懷疑;因材料、施工不良而發生混凝土質量問題。
二、結構混凝土檢測方法及特點:
(一)超聲法:檢測過程無損於材料、結構的使用性能;直接在結構物上檢測試驗並推定其實際強度和缺陷性質;重復和復核檢驗方便,檢驗結果重復性好。
(二)回彈法:簡單方便,但離散性較大。
(三)超聲回彈綜合法:可以減少各種因素對結果的影響,可彌補兩種方法各自不足,測試精度較高。
(四)鑽芯法:檢測結果直觀准確,可檢測強度與厚度,但操作復雜,對混凝土有輕微破壞。
(五)拔出法:檢測結果直觀准確,但操作復雜,對混凝土有輕微破壞,結果離棚拆散性較大。
(六)瞬態激振(敲擊)時域頻域搭正分析法(小應變法):適用於基樁檢測,特點是操作簡便,檢測快速,結果較為精確。
(七)地質雷達法:主要用於大面積混凝土質量檢測,如隧道襯砌混凝土的檢測,其特點是檢測快速,可檢測厚度,結果准確。
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