铍焊件残余应力X射线断层扫描测定法

铍是广泛应用于核能、航空和航天工业的稀有轻金属，作为结构材料，因加工过程而引入的残余应力对其制品的使用将带来不良影响，测定残余应力的大小具有重要的意义。针对传统X射线残余应力检测技术，提出了X射线断层扫描测定法。该方法利用现有仪器，通过改变测定技术和计算方法，可以无损测定铍等轻金属制品表面残余应力及沿层深的分布。采用这一新方法计算了弧形铍焊件焊缝附近表面、距表面0．5mm和1．0mm处的残余应力，同时还计算出铍无应力(103)晶面的面间距d0，结果与根据晶面间距公式计算出的铍（103)晶面的面间距吻合较好。     

剥层测量残余应力的修正

已加工表面残余应力以地机械零部件的功能行为有很重要的影响。然而，到目前为止，已加工表面层内残余应力的测量仍存在许多问题。本文提出了表面剥层时残余应力测量（用X射线法或剥层线性方程法）的修正方法及修正公式。通过对试验数据修正计算，结果表明，应用此方法可大大提高测量精度，本文为残余应力测量修正提供了理论依据。作者还讨论了已加工表面残余应力测量修正的必要性问题。     

小光点X射线测定锭杆残余应力的测试精度研究

X射线测定锭杆的残余应力是无损和无接触的唯一方法。它在生产过程中作为质量控制依据的重要性已被人们所认识和强调。本文讨论测定锭杆或小半径工件残余应力的基本原理。为了减少在小半径工件应力测定中X射线光束衍射强度和测角仪旋转轴精度产生的误差,必须采用新的小光点X射线管和工件旋转法。同时,讨论对测定小半径工件残余应力的修正法。所得到的结果是满意的。     

缓进给强力磨削表面残余应力的试验研究

用机械法测定了缓进给强力磨削表面残余应力,并对如何提高测试精度和表面残余应力计算精度作了简要说明。在试验基础上对缓进给强力磨削表面残余应力的性质、大小、分布特点和形成机理,以及各种磨削条件对其表面残余应力的影响进行了分析讨论。     

一种新的残余应力测试方法研究

本文把重建方法于残余应力的测试,具有无损和确定零部件表面及内部的热致残余应力大小和分布的特点。     

电火花加工表面喷丸残余应力场的有限元分析

喷丸强化作为表面改性技术,对增强工件实际应用,提高使用寿命具有重要意义.采用ABAQUS有限元软件,对电火花单脉冲放电和喷丸强化,在GH3039高温合金材料表层产生的残余应力场进行有限元分析,获得残余应力场的分布规律及残余应力沿层深方向上的变化规律,对电火花单脉冲放电一个脉冲周期后和喷丸强化后工件表面应力分布进行仿真分析.结果表明：电火花加工表面喷丸强化后的残余应力分布规律与理想表面喷丸相同,经喷丸强化后,工件表面残余拉应力明显降低,表层残余压应力有大幅提升,强化效果显著,表面对称轴处径向残余应力比喷丸前降低79.406％,最大径向残余压应力比喷丸前提高了339.143％.     

用于二维分布残余应力场测量的渐进裂纹柔度法

基于传统裂纹柔度法,提出了一种改进的残余应力测量方法——渐进裂纹柔度法.与传统方法只能获得沿厚度方向一维分布的残余应力不同,该方法可以获得工件横截面内二维分布残余应力场.建立了该方法的理论模型,并对二元基函数的选取、渐进裂纹柔度函数的计算以及待定系数方程的求解方法进行了阐述.通过仿真实验用该渐进裂纹柔度法测量了给定二维分布残余应力场.仿真测量结果与给定残余应力场的大部分区域相对误差小于5%,只在边缘部分误差较高.通过模拟研究多种应变测量误差的影响,证明了该方法具有较好的鲁棒性及准确性.渐进裂纹柔度法由于能测量二维分布残余应力场,应用范围较传统方法更为广泛,为残余应力测量提供了新方法.     

车削加工表面残余应力离散度的实验研究

在干切削和使用冷却润滑液切削的状态下,对45#钢进行粗、精车削,采用数理统计方法,对加工表面残余应力的离散性进行研究.实验结果表明:工件表面残余应力的离散是不可避免的;同一加工表面的残余应力具有一定的离散性,不同工件、不同加工条件下残余应力的离散程度不一样;粗加工表面的残余应力离散程度比精加工表面的大,干切削加工表面残余应力的离散程度大于湿切削;工件的残余应力离散程度都在一个有限的范围,因而可以通过制定残余应力公差来指导工件的加工和检测,以保证工件表面残余应力的控制精度.     

測定薄壁圓筒残余应力分布的非解剖法——双端取环法

精确测定机器零件的残余应力值是机器设计的重要任务之一。目前测定残余应力分布的常用方法是解剖法,这种方法虽能测出残余应力的分布,但是被测零件被彻底破坏了。因此,对每件都需测量的零件如发电机护环等来说,解剖某件的数据仅有参考价值。本文根据力学基本原理提出了一种精确测量薄壁圆筒残余应力的新方法。它只要在圆筒两端的工艺余量内各取一个或两个薄环,不必解剖零件,就能确定整个筒内的残余应力分布,测量后,零件完整无损。这种方法经用本文提出的解剖法对残余内力和解剖后圆筒剩余部分的位移进行实验检验后证明是正确可靠的。这种方法对测定任何轴对称负荷(塑性加工、温度埸)产生的残余应力都是适用的。     

基于热-力耦合磨削表层残余应力的仿真分析

为研究磨削后工件表面残余应力的分布特征需要先进行磨削区温度场的分析.通过建立磨削区温度场的数学模型和传热模型,应用ANSYS分析不同磨削参数对磨削区温度场的影响,仿真结果表明磨削深度对最高温度的影响最大.结合磨削过程中产生的磨削力,用APDL程序对磨削区的热-力耦合场进行ANSYS分析,获得工件在恢复室温时磨削残余应力大小及分布状态,揭示热-力耦合情况下对磨削表面残余应力形成的影响机制.通过残余应力试验对比试验结果和仿真结果,验证了仿真方法的有效性.     

基于热力耦合分析的预应力切削残余应力研究

对预应力切削的已加工表面残余应力状态进行热力耦合分析,通过对机械应力和热应力在工件表面分布的叠加,发现加工表面存在3种不同的残余应力类型,文中定性讨论了其产生条件,并进一步分析了刀具切削刃钝圆和预应力对工件表面残余应力状态的影响.最后采用不同钝圆半径的刀具和预应力对表面淬火硬化的40Cr合金钢进行硬态切削实验,并将实验结果与理论分析结果进行了对比.结果表明:切削刃钝圆影响残余应力的大小和分布;钝圆半径越大,残余压应力越大,应力层也越厚;预应力可以有效提高加工表面的残余压应力,而对其分布基本没有影响;实验结果和理论分析相吻合,说明文中理论分析是正确的.     

单粒磨削过程仿真与工件表面残余应力的离散度分析

基于有限元软件Deform-2D,建立了具有负前角特征的单颗磨粒磨削热力耦合有限元模型.仿真模拟了磨粒磨削工件时的温度场和应力场分布,分析了工件某点应力在磨削过程中的变化情况及该点最终形成的残余应力.结果表明:随着磨粒负前角的绝对值增加,工件表面残余应力值增大,当磨粒负前角由-15°到-35°时,工件表面残余应力差值达到284 MPa;当磨粒采用负前角为-15°、-25°和-35°时,工件表面产生的残余应力标准差达到145.76 MPa.该研究证明了磨粒几何角度的随机性或离散性是影响磨削工件表面残余应力离散度的重要原因.     

旋转超声加工对TiBw网状钛基复合材料表面残余应力的影响

为研究不同切削条件下旋转超声加工对材料表面残余应力的影响,选取硼化钛晶须(TiB whiskers, TiBw)网状钛基复合材料为实验对象,使用镍基电铸金刚石砂轮进行旋转超声加工,并分析了加工后材料的表面残余应力。结果表明：由于钛基复合材料具有网状结构和优异的高温性能,使切削热和微观相变产生的残余应力较小,磨粒机械作用产生的残余应力更大。随着超声振动的引入,磨粒高频冲击工件表面,使旋转超声加工工件表面残余应力均大于普通磨削。在主轴转速n=9 000 r/min,进给速度v_f=8 mm/min,加工深度a_p=25μm的加工参数下,旋转超声加工工件表面存在-540 MPa的残余压应力,随着主轴转速增大,残余应力显著减小,并且残余应力的影响层深度逐渐减小。超声振动的引入增大工件表面残余压应力,提高材料抗疲劳性能。     

膨胀管残余应力及其分布

膨胀管残余应力是影响膨胀管抗挤毁能力的一个重要因素.根据膨胀管的膨胀特点,用大变形理论提出了膨胀管内、外圆柱表面具有不同方向的残余应力观点,通过全应力释放试验并借助于电测的试验方法测量了膨胀管内、外表面的残余应力,利用曲杆理论分析了膨胀管轴截面的应力分布形式.结果表明,膨胀管轴截面残余应力呈双曲线分布,膨胀管外表面的压残余应力小于内表面的拉残余应力.     

基于AM60镁合金超精密车削残余应力仿真及实验

为改善AM60镁合金超精密车削加工工艺方法,采用金属切削理论和有限元分析法对超精密加工进行微米级仿真,建立三维有限元模型,并利用Advent Edge软件对残余应力进行仿真分析,研究切削参数对残余应力的影响规律,为验证仿真的结果,对AM60镁合金压铸件进行车削加工,并利用X射线衍射仪对已加工工件表面残余应力进行测量。仿真结果表明:单点金刚石刀具具有的超高导热性,对残余应力分布的热效应起到了一定的抑制作用。工件表面残余应力随着切削深度的增大而减小,随着切削速度的增加而增大。切削进给量对残余应力的影响最明显,切削速度及切削深度影响较小。通过实验测量结果对仿真结果进行验证,为AM60镁合金超精密车削工件表面残余应力的控制打下一定基础。     

内啮合强力珩齿工件表面残余应力的研究

在内啮合强力珩齿工艺中,工件被珩磨轮加工后会在工件表面产生残余应力,由于残余应力形成的因素较复杂,很难用解析法给出精确的计算.文章利用Matlab﹑SolidWorks和ANSYS/LS-DYNA软件对内啮合珩齿加工过程进行了动态仿真分析,通过对分析结果的提取,得到了齿面上各特殊位置的残余应力值数据表.分析数据结果表明...     

振动时效装置激振器偏心块优化设计

金属工件在切削、铸造、焊接和锻压的加工过程中,由于机械力造成变形和温差变化,使金属工件内部产生残余应力。残余应力的存在对金属工件极其有害,使工件尺寸的稳定性和精度降低,因此对金属工件进行消除残余应力是必要的。振动时效是一种通过对工件施加循环载荷,使材料内部发生微观的塑性变形,从而达到减少金属工件的残余应力的方法。本文首先给出激振器偏心块的三种型式,采用Solidworks建模。然后将偏心块模型导入到AnsysWorkbench软件里面,分析激振器偏心块的受力和变形规律,最终确定一种最优的偏心块结构型式。     

小切深条件下磨削表面完整性变化机理

磨削表面强化后的残余应力及表面层硬度的改变是评价零件加工表面完整性的重要指标,并对零件的疲劳强度、耐磨损性能等影响显著.针对工程中更为多见的小切深磨削工艺过程,基于45钢试件磨削加工试验,以磨削变质层的金相组织、厚度、表面硬度和残余应力为研究对象,重点讨论了小切深条件下磨削表面变质层组织特征与形成机理.结果表明:在小切深干磨削条件下,工件表层存在残余拉应力,应力值随磨削深度的增加或工件速度的增加而减小;工件表面变质层厚度随磨削深度的增加或工件速度的减小而增大.试验结果说明,在小切深干磨削条件下,合理确定磨削用量及砂轮特性参数等,可使工件表层产生强化作用.     

砂轮约束磨粒喷射加工表面残余应力及摩擦特性

针对磨削后工件表面出现缺陷问题,提出砂轮约束磨粒喷射光整加工方法(AJF).试验在M7120平面磨床上完成,加工试样为Sa=0.6μm左右的45钢.工件表面残余应力用TW3040-60 X射线衍射仪测量;利用MG-2000型销盘式摩擦磨损试验机研究表面形貌对摩擦系数和磨损性能的影响.试验结果表明:随着加工时间的增加,磨削表面的残余拉应力逐渐变成压应力,加工时间对残余应力有显著影响.Sa值由0.626μm下降到0.2μm左右.光整加工后表面摩擦系数和磨损量与磨削加工表面相比明显降低,表面硬度随加工时间的延长逐渐提高,这与工件表面残余应力的变化一致.     

用盲孔─光弹贴片法检测构件内的残余应力

介绍了盲孔－光弹贴片法的基本原理和测试方法，以及应用此法于某装置外壳，测定其进行ＶＳＲ处理（即用激振方法来释放应力）前后构件内的余应力的变化情况。研究结果表明：进行ＶＳＲ处理可以大幅度降低构件内的残余应力的总体水平，并使残余应力分布趋于均匀。