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残余应力的重要性

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独立于外部载荷、存在于材料结构和材料内部应力的应力称为残余应力。尽管“应力”是一个抽象术语,但人们经常使用复数形式的“残余应力”。 残余应力/残余应力术语最早在 1841 年的文献中被提及。从此,残余应力的重要性就成为众所周知的事实。

残余应力根据其性质,大小和分布,有的是有益的,有的是有害的。工程师有责任避免有害影响并引入有利影响。

在实际中,残余应力是不可避免的。然而,进行控制和测量以避免不期望的结果是可能的。通过合适的工艺过程也可以引入残余应力,如,喷丸、激光喷丸、低塑性抛光和自应力等工艺是延长涡轮叶片、齿面或共轨等关键部件疲劳寿命的广泛使用的方法。

也有其他可行方法来消除有害的残余应力,如应力消除热处理,低温处理和振动应力消除等工艺。

控制和分析残余应力最重要的方法就是去测量。有多种测量方法可采用,通常有X射线衍射法,钻孔法,中子衍射法、轮廓法、切割法、环芯法、ESPI 钻孔法、深度钻孔法和巴克豪森噪声法。

残余应力是个复杂的课题,要求质量控制、制造和设计等各部门引起重视,所有部门需要通力合作以避免出现残余应力问题。

残余应力对材料性能有多种影响,如疲劳、应力腐蚀开裂、失效、变形、结构稳定性差是常见的影响。

残余应力常常导致代价高昂的隐藏问题,这些问题会在零部件的使用寿命期内表现出来。

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