消除應(yīng)力研究
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yflwzj 發(fā)布時間：2012-05-02 08:36:55
消除應(yīng)力研究
“機械”有關(guān)的企業(yè)都可能用到它。
任何一個生產(chǎn)出的工件都會產(chǎn)生應(yīng)力，這種力量來源于工件本身，比如鐵件放置時間久了會產(chǎn)生彎曲變形，這就是應(yīng)力對工件產(chǎn)生的變化。工件一旦發(fā)生變形就會對使用精度造成影響，必須通過消除應(yīng)力來解決這一問題，尤其是那些必須經(jīng)過長途運輸以及在軍工、航天領(lǐng)域使用的工件。
縱觀全球相關(guān)領(lǐng)域，消除應(yīng)力的方法大約有四種。
其一就是自然時效，通過自然放置消除應(yīng)力，這種方法耗時過長，難以適應(yīng)現(xiàn)代科技及生產(chǎn)需要；
其二是最傳統(tǒng)、也是目前最普及的方法——熱時效法，把工件放進(jìn)熱時效爐中進(jìn)行熱處理，慢慢消除應(yīng)力。這種方法的缺點也非常顯著，比如衛(wèi)星制造廠對溫度控制要求非常嚴(yán)格的鋁合金工件以及長達(dá)十米或者更大的巨型工件都無法用這種方法處理。而且這種方法還帶來了大量的污染和能源消耗，隨著中國及世界范圍內(nèi)對環(huán)保的進(jìn)一步要求，熱時效爐的處理方式馬上面臨全面退出的境地。
第三種方法——利用亞共振來消除應(yīng)力，這種方法雖然解決了熱時效的環(huán)保問題，但是使用起來相當(dāng)煩瑣，要針對不同形狀的工件編制不同的時效工藝，如果有幾百上千種工件就要編幾百上千種工藝，而且在生產(chǎn)時操作相當(dāng)復(fù)雜，需要操作者確定處理參數(shù)，復(fù)雜工件必須是熟練的專業(yè)技術(shù)人員才能操作。更令人遺憾的是這種方法只能消除23%的工件應(yīng)力，無法達(dá)到處理所有工件的目的。
目前可知的第四種方法就是振動消除應(yīng)力系統(tǒng)，，通過機械組裝使之形成了一整套消除應(yīng)力設(shè)備，它可以使工件在短時間內(nèi)達(dá)到消除應(yīng)力的作用，覆蓋所有需要消除應(yīng)力的工件。用頻譜分析優(yōu)選五個頻率以多振型的處理方法達(dá)到消除工件應(yīng)力的目的，所有形狀大小的工件都可以使用這種設(shè)備完成，將激振器夾在工件上進(jìn)行振動就可以達(dá)到消除應(yīng)力的效果。相比其他方法，。舉例來說，15噸左右的熱時效爐，燃料多數(shù)使用電或天然氣，每天開爐一次，時效成本在3000元以上，以每年使用300天計算，僅電或天然氣費用每年為90萬元。因為城市環(huán)保問題日益嚴(yán)重，熱時效爐均遠(yuǎn)離城區(qū)，還要計算運輸成本和時間成本。
應(yīng)力相關(guān)知識
應(yīng)力定義
“單位面積上所承受的附加內(nèi)力”。公式記為
其中，σ表示應(yīng)力；ΔFj 表示在j 方向的施力；ΔAi 表示在i 方向的受力面積。 因為面積與力都是矢量，如果受力面積與施力同方向則稱正應(yīng)力，如圖1所示的σx 與σy；如果受力面積與施力方向互相正交則稱剪應(yīng)力(shear stress)，如圖所示的τxy 與τyx。 線應(yīng)變
在直角坐標(biāo)中所取單元體為正六面體時，三條相互垂直的棱邊的長度在變形前后的改變量與原長之比，定義為線應(yīng)變，用ε表示。一點在x、y、z方向的線應(yīng)變分別為εx、εy、εz。線應(yīng)變以伸長為正，縮短為負(fù)。 切應(yīng)變
單元體的兩條相互垂直的棱邊，在變形后的直角改變量，定義為角應(yīng)變或切應(yīng)變，用γ表示。一點在x-y方向、y-z方向z-x方向的切應(yīng)變，分加別為γxy、γyz、γzx。切應(yīng)變以直角減少為正，反之為負(fù)。 應(yīng)力分類
正向應(yīng)力與剪應(yīng)力 測量工具
應(yīng)力儀是來測定透明物體由于內(nèi)應(yīng)力而產(chǎn)生的雙折射現(xiàn)象的儀器。這種雙折射（應(yīng)力）的來源，是由于均勻的冷卻或外界機械作用等原因引起的。
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