理论教育 残余应力对零件疲劳强度和寿命的影响

残余应力对零件疲劳强度和寿命的影响

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:物体在无外载荷时存在于其内部并保持平衡的一种应力称为内应力。第一类内应力为宏观应力,即我们所说的残余应力。零件在工作时,残余应力将和载荷应力叠加。由此可见,有利的残余应力可提高疲劳强度等性能,而不利的残余应力则可能使零件发生早期破坏,故应给予足够重视。

残余应力对零件疲劳强度和寿命的影响

物体在无外载荷时存在于其内部并保持平衡的一种应力称为内应力

内应力通常分为三类:

第一类内应力是指存在于整个物体或在较大尺寸范围内保持平衡的应力,尺寸在0.1mm以上。

第二类内应力是指在晶粒大小尺寸范围内保持平衡的应力,尺寸为10-2~10-1mm。(www.daowen.com)

第三类内应力是在原子尺度范围保持平衡的应力,如晶体内的不均匀残余应力,位错引起的不均匀变形应力,尺寸为10-6~10-3mm。

第二、第三类内应力统称为微观应力。第一类内应力为宏观应力,即我们所说的残余应力。

零件在工作时,残余应力将和载荷应力叠加。残余压应力能够提高零件的疲劳强度、抗应力腐蚀的能力等。残余拉应力总是有害的,将降低疲劳强度、抗应力腐蚀的能力等。另外,残余应力的存在有可能使得零件在使用过程中因残余应力的重新分布,使零件的形状尺寸发生变化,导致零件不能正常使用,过大的残余应力甚至能够直接造成零件的开裂。由此可见,有利的残余应力可提高疲劳强度等性能,而不利的残余应力则可能使零件发生早期破坏,故应给予足够重视。有许多失效问题就是由残余应力引发的,如对18-8型不锈钢制成的催化裂化装置膨胀节的失效分析表明,80%是由应力腐蚀引起的,而不规范的安装造成的残余拉应力是导致应力腐蚀发生的主要原因。发电厂冷凝器铜管的早期应力腐蚀,经分析也是由于铜管胀接时产生的残余应力与工作应力叠加造成的。

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