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為什么要測量殘余應(yīng)力?
殘余應(yīng)力有時候是有益的(通常是壓縮應(yīng)力)，有時候又是有害的(通常是拉伸應(yīng)力)，并且這些應(yīng)力是影響許多零部件使用壽命的關(guān)鍵因素之一，特別是那些經(jīng)常經(jīng)受疲勞或在應(yīng)力腐蝕開裂環(huán)境中使用的部件。

研究表明，在工件中引入適當(dāng)大小的殘余壓應(yīng)力可以延長其疲勞壽命。如拋丸處理以及適當(dāng)?shù)哪佁幚砜梢允构ぜ砻嫘纬蓧簯?yīng)力層，這層壓應(yīng)力可以抑制裂紋的萌生與擴(kuò)展，從而提高工件壽命。

因此，準(zhǔn)確測定殘余應(yīng)力的大小與分布，在航空領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前景。

加工過程中 殘余應(yīng)力無處不在
由于鍛、軋、鑄毛坯的成型過程與工藝方法、工藝參數(shù)等因素，殘余應(yīng)力幾乎存在于工藝的每個流程。

組件中的Z終應(yīng)力是從初始材料成型到加工到Z終產(chǎn)品階段的應(yīng)力匯總。在生產(chǎn)及使用的各個階段，這些應(yīng)力必須平衡。任何時候產(chǎn)生塑性流動(塑性變形)都會導(dǎo)致零件中殘余應(yīng)力的狀態(tài)發(fā)生變化。塑性流動是由制造過程中對零件進(jìn)行的一些加工操作引起的。鑄造，機(jī)械加工，磨削，焊接，熱處理和表面強(qiáng)化都是制造工藝中改變殘余應(yīng)力的典型例子。

焊接殘余應(yīng)力

在特定制造階段使用的參數(shù)也會改變Z終的合成應(yīng)力。例如，常規(guī)研磨可能導(dǎo)致表面處形成輕微的拉伸應(yīng)力和中性狀態(tài)。

在部件的使用過程中，這些低表面應(yīng)力可能不會對部件產(chǎn)生太大的不利影響。問題是兩種研磨手段都會在表面下方產(chǎn)生高拉應(yīng)力。如果在表面下方拉伸應(yīng)力深度處發(fā)生高加載應(yīng)力，則部件可能由于載荷而破裂并且殘余應(yīng)力組合超過材料的屈服應(yīng)力。

此外，表面的損壞(例如工具的無意切口或外物損壞)可能會使拉伸應(yīng)力暴露于表面并導(dǎo)致產(chǎn)品失效。

機(jī)械加工殘余應(yīng)力

制造過程中的焊接也會導(dǎo)致拉應(yīng)力的產(chǎn)生，特別是在焊縫的底部或熱影響區(qū)域。焊接過程一般是通過熔化材料并使熔融的材料固化來連接兩塊固體材料，當(dāng)焊縫凝固時，它會試圖收縮，但受到相鄰固體材料的約束。這種約束可能會導(dǎo)致焊縫或熱影響區(qū)域中產(chǎn)生拉應(yīng)力。

由上述可知，殘余應(yīng)力存在于加工制造過程中的每一個環(huán)節(jié)，在各個階段進(jìn)行殘余應(yīng)力檢測，便于發(fā)現(xiàn)變形原因，采取相應(yīng)措施控制殘余應(yīng)力。