第一節軸向拉伸和壓縮第七章產品的力學性能檢測本章內容金屬材料的力學基礎外力、內力及應力；應力狀態理論、應力應變關系等。*拉伸試驗*壓縮試驗*沖擊試驗*硬度實驗電測應力分析基礎電阻應變計的工作原理；測試方法。疲勞實驗材料的疲勞極限；金屬材料的疲勞極限的測試方法。應力集中與殘余應力測試應力集中與殘余應力的概念；用應變計測應力集中和殘余應力的方法。電阻應變計測力實驗材料的拉伸性能是材料力學性能中最重要、最基本的性能之一。這些指標的高低在很大程度上決定了該種材料的使用。拉伸性能的好壞，可以通過拉伸試驗進行檢驗。如拉伸強度、拉伸斷裂應力、拉伸屈服應力、偏置屈服應力、拉伸彈性模量。斷裂伸長率等。測試值的高低，可對塑料的拉伸性能作出評價。一、定義（一）拉伸應力試樣在計量標距范圍內，單位初始橫截面上承受的拉伸負荷。（二）拉伸強度在拉伸試驗中。試樣直到斷裂為止，所承受的最大拉伸應力。（三）拉伸斷裂應力在拉伸應力——應變曲線上，斷裂時的應力。（四）拉仲屈服應力在拉伸應力——應變曲線上，屈服點處的應力。（五）偏置屈服應力應力——應變曲線偏離直線性達規定應變百分數（偏置）時的應力。（六）斷裂伸長率在拉力作用下，試樣斷裂時，標線間距離的增加量與初始標距之比，以百分率表示。（七）彈性模量在比例極限內，材料所受應力（拉、壓、查、扭、剪等）與產生的相應應變之比。（八）屈服點應力——應變曲線上，應力不隨應變增加的初始點。（九）應變材料在應力作用下，產生的尺寸變化與原始尺寸之比。軸向拉壓的概念及實例一、概念軸向拉壓的外力特點：外力的合力作用線與桿的軸線重合。軸向拉壓的變形特點：桿的變形主要是軸向伸縮，伴隨橫向縮擴。軸向壓縮，對應的力稱為壓力。軸向拉伸，對應的力稱為拉力。工程實例二、軸向拉伸和壓縮時的內力一、內力

物體內部有外力引起的某一部分與另一部分件相互作用的力二、截面法·軸力1.截面法的基本步驟：①截開：在所求內力的截面處，假想地用截面將桿件一分為二。②代替：任取一部分，其棄去部分對留下部分的作用，用作用在截開面上相應的內力（力或力偶）代替。③平衡：對留下的部分建立平衡方程，根據其上的已知外力來計算桿在截開面上的未知內力（此時截開面上的內力對所留部分而言是外力）。根據力的平衡原理，作力的分析例如：截面法求N。

APP簡圖APPPAN截開：代替：平衡：2.軸力——軸向拉壓桿的內力，用N表示。3.軸力的正負規定:

N

與外法線同向,為正軸力(拉力)N與外法線反向,為負軸力(壓力)[例1]圖示桿的A、B、C、D點分別作用著大小為5P、8P、4P、

P

的力，方向如圖，試畫出桿的軸力圖。ABCDPAPBPCPDOABCDPAPBPCPDN1解：求OA段內力N1：設置截面如圖同理，求得AB、BC、CD段內力分別為：N2=–3P

N3=5PN4=PBCDPBPCPDN2CDPCPDN3DPDN4橫截面上的應力應力：分布內力集度應力與內力分量之間的關系

問題提出：PPPP一般情形下的橫截面上的附加分布內力，總可以分解為兩種：作用線垂直于截面的；作用線位于橫截面內的。

分布內力在一點的集度，稱為應力(stresses)。作用線垂直于截面的應力稱為正應力(normalstress)，用希臘字母表示；作用線位于截面內的應力稱為切應力或剪應力(shrearingstress)，用希臘字母表示。應力的單位記號為Pa或MPa，工程上多用MPa。一.應力應力—分布內力在一點的集度工程構件，大多數情形下，內力并非均勻分布，集度的定義不僅準確而且重要，因為“破壞”或“失效”往往從內力集度最大處開始。應力就是單位面積上的內力?正應力和切應力

位于截面內的應力稱為“切應力”(ShearingStress).垂直于截面的應力稱為“正應力”(NormalStress)；yxzΔAΔFQyΔFQzΔFNDFRFP1FP2變形前1.變形規律試驗及平面假設：平面假設：原為平面的橫截面在變形后仍為平面。縱向纖維變形相同。abcd受載后PP

d′a′c′b′二、拉（壓）桿橫截面上的應力第一節軸向拉伸和壓縮均勻材料、均勻變形，內力當然均勻分布。2.拉伸應力：sN(x)P軸力引起的正應力——：在橫截面上均布。3.公式的應用條件：直桿、桿的截面無突變、截面到載荷作用點有一定的距離。5.Saint-Venant原理：離開載荷作用處一定距離，應力分布與大小不受外載荷作用方式的影響。Saint-Venant原理與應力集中示意圖變形示意圖：abcPP應力分布示意圖：拉壓桿的變形沿軸向的伸長或縮短橫向尺寸的縮小或增大PPl’laba’b’——Δl——橫向變形Δa,Δb

§5–4軸向拉伸（壓縮）時的變形一、拉壓桿的縱向變形及應變線應變：單位長度的線變形。PPl’l絕對變形：胡克定律討論：N≠常數時，N=N(x)，如何求Δl？分析：微段分析dxN(x)N(x)dx+d(Δl)q軸力方程：N=N(x)xdx二、橫向變形泊松比PPl’l例

已知：P1=20kN,P2=P3=35kN,l1=l3=300mm,l2=400mmd1=24mm,d2=16mm,d3=12mm,E=210GPa

求：總伸長Δld1d2d3P1P2P3l1l2l3ABCD解：(1）軸力圖（2）求各段變形(3)總變形N(kN)501520材料拉壓時的力學性能力學性能：材料在外力作用下表現的有關強度、變形方面的特性。1.試驗條件：常溫(20℃)；靜載（及其緩慢地加載）；標準試件。dh一、試驗條件及試驗儀器2、試驗儀器：萬能材料試驗機；變形儀（常用引伸儀）。二、低碳鋼拉伸時的力學性能C<0.3%試驗結果：P↑、△l作為有規律變化拉伸圖P△lσε應力應變圖(1)彈性階段（OA段）OσεAA’BCDEF鋼：時，線彈性階段E為彈性模量胡克定律彈性：產生變形，卸載變形消失彈性極限：比例極限：OσεAA’BCDEF應力不變，應變卻不斷增加，產生明顯塑性變形的現象(2)屈服階段（ABCD段）塑性：加載產生變形，卸載變形不消失屈服極限：屈服原因：晶粒滑移的原因(3)

強化階段（DE段）抗拉強度：卸載定律——在卸載過程中，應力與應變按直線規律變化冷作硬化——卸載之后再加載，彈性極限會增加OσεAA’BCDEFE’O’思考：OO’是什么？頸縮：E點之前：變形均勻；E點之后變形集中在某一局部，截面急劇變小OσεAA’BCDEF（4）局部變形階段（EF段）結論：1.強度指標：E，2.兩個塑性指標——表征材料塑性變形的程度延伸率：截面收縮率：3.變形彈性變形：卸載后可消失的變形塑性變形：卸載后不消失的變形16Mn,A3,H62:有明顯的塑性階段T10A,20Cr:沒有明顯的屈服階段屈服指標：σε0.2%o三、其他塑性材料拉伸時的力學性能εσo以鑄鐵為例oσε現象：無屈服無頸縮變形小沒有明顯的直線階段結論：E用割線彈性模量強度指標：一般較小四、脆性材料拉伸時的力學性能試件：金屬：很短的圓柱l=1.5～3.0d混凝土、石料：立方塊一、低碳鋼不一定做壓縮試驗五.材料壓縮時的力學性能二、鑄鐵斷口：45°～55°σεpp斷口為縱向平面三、石料一、試驗目的1．測定低碳鋼壓縮屈服點ssc；2．測定灰鑄鐵抗壓強度sbc。二、試驗儀器

萬能材料試驗機。三、試樣標準試樣：d0h0粗短圓柱體：h0=1~3d0壓縮試驗四、試驗原理1．測定低碳鋼壓縮屈服點sscO

FDlFsc壓縮屈服點：拉伸試驗壓縮試驗低碳鋼壓縮試驗現象：低碳鋼壓縮變扁，不會斷裂，由于兩端摩擦力影響，形成“腰鼓形”。壓縮試驗2．測定灰鑄鐵抗壓強度sbcOFDl強度極限：拉伸試驗Fbc灰鑄鐵壓縮試驗現象：tmax引起壓縮試驗已知一材料的彈性極限200MPa，彈性模量為200GPa，

問：此材料做成的試件，其應變被拉到

ε=0.0001,0.001,0.002時，其應力為多少？思考題解：①軸力：N=P

=25kN②應力：③強度校核：④結論：此桿滿足強度要求，能夠正常工作。例已知一圓桿受拉力P=25kN，直徑d=14mm，許用應力[]=170MPa，試校核此桿是否滿足強度要求。指出下列概念的區別（1）內力與應力；（2）變形與應變；（3）彈性與塑性；思考題第二節電阻應變片結構及原理一、電阻應變效應一段金屬電阻絲長度為L，橫截面為S，電阻率記作ρ，材料的泊松系數是μ。當這根電阻絲未受外力作用時，它的電阻值為：

R

=

ρL/S（Ω）

其中：L-金屬導線長度

S-金屬導線橫截面積

ρ-電導率（不同材料電阻率不同）當金屬導線兩端受拉力F伸長變形。設其伸長ΔL，橫截面積則縮小，它的截面圓半徑減少Δr。金屬電阻絲在變形后，電阻率ρ也會有所改變Δρ，這種現象稱為電阻應變效應。求出電阻絲伸長后，其電阻值改變了多少，對R

=

ρL/S求全微分ΔR

=

ΔρL/S

+

ΔLρ/S

–ΔSρL/S2

上2式相除，得到ΔR/R

=

Δρ/ρ

+

ΔL/L

–

ΔS/S

導線的橫截面積S=πr2，

Δs

=

2πr*Δr，所以ΔS/S

=

2Δr/r從材料力學我們知道：

Δr/r

=

-μΔL/L

μ=|ε`/ε|

，μ是表示材料橫向效應泊松系數

ΔR/R

=

Δρ/ρ

+

ΔL/L

+

2μΔL/L=（1

+

2μ（Δρ/ρ）/（ΔL/L））*ΔL/L=

K

*ΔL/L其中：K

=

1

+

2μ

+（Δρ/ρ）/（ΔL/L）K靈敏系數

材料力學中ΔL/L稱作為應變，記作ε

所以：ΔR/R

=

Kε

說明了電阻應變片的電阻變化率和電阻絲伸長率之間的關系結論：1、當金屬絲受外力作用時，其長度和截面積都會發生變化。2、金屬絲受外力作用而伸長時，長度增加，而截面積減少，電阻值會增大。3、當金屬絲受外力作用而壓縮時，長度減小，而截面增加，電阻值會減小。4、阻值變化通常較小。電阻應變片及其結構

電阻應變片通常由直徑為0.015～0.05mm高電阻率的金屬電阻絲繞成柵狀，稱為敏感柵。繞成柵狀是為了獲得高的阻值，將其粘貼在絕緣的基體上，電阻絲的兩端焊接引線。敏感柵上面粘貼有保護用的覆蓋層，如圖1。敏感柵電阻值一般在100Ω以上基底：為保持敏感柵固定的形狀、尺寸和位置，通常用粘結劑將它固結在紙質或膠質的基底上。應變計工作時，基底起著把彈性體應變準確地傳遞給敏感柵的作用。為此，基底必須很薄，一般為0.02～0.04mm。引線：它起著敏感柵與測量電路之間的過渡連接和引導作用。通常取直徑約0.1～0.15mm的低阻鍍錫銅線，并用釬焊與敏感柵端連接保護蓋層：用紙、膠作成覆蓋在敏感柵上的保護層；起著防潮、防蝕、防損等作用。粘結劑：在制造應變計時，用它分別把蓋層和敏感柵固結于基底；在使用應變計時，用它把應變計基底再粘貼在彈性體表面的被測部位。因此它也起著傳遞應變的作用。測量原理：

用應變片測量時，將其粘貼在彈性體上。當彈性體受力變形時，應變片的敏感柵也隨同變形，其電阻值發生相應變化，通過轉換電路轉換為電壓或電流的變化檢測電路：

電阻應變計把機械應變轉換成ΔR/R后，應變電阻變化一般都很微小，這樣小的電阻變化既難以直接精確測量，又不便直接處理。因此，必須采用轉換電路，把應變計的ΔR/R變化轉換成電壓或電流變化。通常采用惠斯登電橋電路實現這種轉換。

惠斯登直流電橋

電橋如圖3所示，U0為供橋電源電壓，R1、R2、R3、R4為橋臂，Usc為電橋輸出電壓。

Usc＝0時電橋平衡，則平衡條件為：

R1\R2=R4\R3

或

R1*R3=R2*R4

這說明要使電橋平衡，其相鄰兩臂電阻的比值應相等或相對兩臂電阻的乘積相等。

將應變片作為臂電阻接在電橋電路，當彈性體受力變形時，應變片電阻值發生相應變化，使電橋失去平衡，Usc≠0，電橋輸出電壓絕對值與傳感器受力成正比。

惠斯登電橋具有很多優點，如抑制溫度變化的影響，抑制干擾，補償方便等。所以惠斯登電橋在電阻應變傳感器中得到了廣泛的應用。貼片方位和應變——應力換算1、單向應力狀態2、雙向應力狀態,主應力方向已知3、應變花主應力計算公式應變花用于主應力方向大致知道的情況；

應變花用于主應力方向完全不知道的情況用于主應力方向大致知道的情況；應變花應變花應變花用于主應力方向完全不知道的情況第三節

應力集中的概念應力集中的概念

彈性力學中的一類問題﹐指物體中應力局部增高的現象﹐一般出現在物體形狀急劇變化的地方﹐如缺口﹑孔洞﹑溝槽以及有剛性約束處。應力集中能使物體產生疲勞裂紋﹐也能使脆性材料製成的零件發生靜載斷裂。

應力集中現象度量——理論應力集中系數平均應力應力集中程度>1PPPPPP應力集中系數表面有缺陷的材料承受載荷時，設缺陷底部的最大應力為σmax,有缺陷時的平均應力為σ0，定義兩者之比為應力集中系數α即平均應力應力集中程度>1有軸向槽的軸受拉、壓或彎曲時，通常不會產生應力集中，即α=1，

有環狀淺槽的軸受拉伸或彎曲時當圓軸的軸向和圓周方向都有淺槽時

ρ：曲率半徑

t：槽深α：應力集中系數（1）有淺槽時的應力集中（2）無限平板上有橢圓孔時的應力集中ρ：x軸端部的曲率半徑a，b：x，y軸長α：應力集中系數當a＝b或a＝ρ時，橢圓孔就成為圓孔α＝3．（3）窄板上有圓孔時的應力集中窄板上有一個圓孔時，拉伸和彎曲載荷產生的應力集中系數隨孔徑與窄板寬度之比的變化情況：如果板上有幾個圓孔，各孔之間的間隔、孔徑與應力集中系數的關系：

圓孔接近邊緣程度與應力集中系數的關系應力集中的測量方法電測方法(見電阻應變計測量技術)﹑光彈性法﹑散斑干涉法﹑云紋法等實驗手段均可測出物體的應力集中。近年來計算機和有限元法以及邊界元法電阻應變計測量應力集中系數通過電測法只能測出應變，然后通過應力與應變的關系才能算出應力。在彈性體的設計過程中必須滿足以下兩項要求：

（1）貼片部位的應力（應變）應與被測力保持嚴格的對應關系；

（2）貼片部位應具有較高的應力（應變）水平。測量步驟一、選擇測點位置和確定布片方案單向應力狀態：一個工作片雙向應力狀態：主應力方向已知，二個工作片

主應力方向未知，三個工作片或者應變花二、選擇應變片和測量儀器，檢測應變片阻值三、現場測量的準備：應變片的安裝、接線、防護和檢查四、測量儀器的調試和加載測量五、作出測量報告：分析處理測量數據，將應變換算為應力；提交測試結論。應力集中的測試方法（1）外推法工程上常將3—5片應變計貼在需要測量應力集中的孔或槽附近，測量后再用公式推算，其結果一般都能夠滿足工程精度要求且計算方便．以用三片應變計的測量與計算為例，說明如下：例1已給sin0.32=0.314567,sin0.34=0.333487,sin0.36=0.352274,用拋物插值計算sin0.3367用拋物插值計算sin0.3367時，由公式（2.5）得

==0.330374sin0.3367=

拉格朗日插值

用EXCEL如何求解？（2）內插法（3）光彈性測試方法光彈性測試方法簡稱為光彈性法，它是測應力集中系數的最好方法之一。光彈性法測得的一張圖樣相當于無限多片應變計測得的結果。用有機玻璃按比例制作一輪齒模型．輪齒模型受力后，在光彈儀的單色光照射下，出現黑白相間的條紋，如圖6—33所示．這些系統稱為等差線，條紋圖稱為應力光圖．由于齒輪右上角處的應力為零，令不產生應力的區域的條紋為0級．沿著齒邊緣從右到左直至根部可相繼地數出條紋2，4，6，…級．條紋的疏密與載荷的大小有關，亦即與模型中的應力大小和應力梯度有關．條紋越稀，應力變化越小；條紋越密，應力變化越大．所以，應力集中的部位，條紋密集．因此、對于條墳較密的地方(應力集中的部位)應予重視和注意．應力集中的降低工程上主要采取以下一些措施﹕表面強化﹕對材料表面作噴丸﹑滾壓﹑氮化等處理﹐可以提高材料表面的疲勞強度﹔避免尖角﹕即把棱角改為過渡圓角﹐適當增大過渡圓弧的半徑﹐效果更好﹔改善零件外形﹕曲率半徑逐步變化的外形有利于降低應力集中系數﹐比較理想的辦法是﹐采用流線型型線或雙曲率型線﹐后者更便于在工程上應用﹔孔邊局部加強﹕在孔邊采用加強環或作局部加厚均可使應力集中系數下降﹐下降程度與孔的形狀和大小﹑加強環的形狀和大小以及載荷形式有關﹔適當選擇開孔位置和方向﹕開孔的位置應盡量避開高應力區﹐并應避免因孔間相互影響而造成應力集中系數增高﹐對于橢圓孔﹐應使其長軸平行于外力的方向﹐這樣可降低峰值應力﹔提高低應力區應力﹕減小零件在低應力區的厚度﹐或在低應力區增開缺口或圓孔﹐使應力由低應力區向高應力區的過渡趨于平緩﹔利用殘余應力﹕在峰值應力超過屈服極限后卸載﹐就會產生殘余應力﹐合理地利用殘余應力也可降低應力集中系數第四節疲勞及測試疲勞的概念與材料的疲勞極限

疲勞構件在交變應力作用時的破壞，稱為疲勞破壞，簡稱疲勞。

構件疲勞與在靜應力作用下的破壞決然不同，有以下四個明顯特征：1）破壞時的名義應力值遠小于材料的靜強度指標（σs

σb，τs，τb

）。2）構件需要經歷一定次數的應力循環后才發生破壞，即破壞有一個過程。3）破壞是脆性斷裂，沒有明顯的塑性變形。既使塑性很好的材料，也是如此。4）構件的同一破壞斷面，明顯劃分成光亮區域與顆粒狀的粗糙區域。關于疲勞的原因及過程的解釋斷裂力學的理論認為，微裂紋源是由于位錯運動引起的。金屬原子晶格的某些空穴、缺陷或錯位，稱之為位錯。微觀尺度的塑性變形就能引起位錯在原子晶格間的運動，位錯積聚在一起，便形成了微裂紋。微裂紋集結、貫通形成宏觀裂紋，宏觀裂紋在交變應力作用下繼續擴展，致使構件有效截面逐漸減小，最終，經過一定次數應力循環后，在較低的應力水平下脆斷，造成斷面的顆粒狀粗糙區域。由于應力是交變的，在擴展過程中裂紋表面相互擠壓與研磨，致使擴展區域成光亮狀。典型的疲勞斷面照片

材料的疲勞極限與應力-壽命曲線

疲勞時應力遠低于靜載下材料的屈服強度或強度極限，因而屈服強度或強度極限已不能作為交變應力下的強度指標，需重新測定金屬的疲勞強度指標。在同一循環特征r的交變應力下，循環次數N隨交變應力的最大應力Smax的減小而增大，當Smax減小到某一數值時，N趨于無限大。材料經歷無限次應力循環而不疲勞時的交變應力的最大應力，稱為材料的疲勞極限，或稱持久極限。材料的疲勞極限是材料本身所固有的性質，因循環特征r、試件變形的形式以及材料所處的環境等不同而不同，需疲勞試驗測定。材料的疲勞極限用Sr

表示，即意味著對稱循環下的是S-1，脈動循環下的是S0

，以此類推。材料的疲勞試驗，首先要制備若干根光滑小試件（圖15-9a），然后裝卡到疲勞試驗機上進行試驗。圖15-9b是對稱循環彎曲變形疲勞試驗機的示意圖疲勞試驗機試驗過程將試件分成若干組，調整砝碼，使每組試件承受一定載荷，各組承受的載荷由高到低，即應力水平由高到低。計數器會記錄下第i組第

j根試件承受某一最大應力Smax而發生疲勞破壞時的旋轉周數，即應力循環次數Nij

，又稱壽命。每根試件的試驗數據Smax與Nij在S-N坐標系中對應一點，將所有的試驗點作數據處理后會得到如圖15-10所示的曲線，稱為應力-壽命曲線，簡稱

S-N曲線。應力-壽命曲線(

S-N曲線)

S-N曲線上任一點A的縱、橫坐標分別用Smax

,A、NA表示，這表明在交變應力的最大應力為Smax

,A時，試件疲勞破壞前所經歷的應力循環次數為NA。所以，稱NA是最大應力為Smax

,A時的有限疲勞壽命；而稱NA是有限疲勞壽命為Smax

,A時材料的條件疲勞極限。

S-N曲線有一條水平漸近線，該漸近線的縱坐標用S-1表示，即為材料對稱循環下的疲勞極限。要“經歷無限次應力循環”，這個試驗是無法實現的。實際上人為地規定一個循環基數N0，若經歷N0次應力循環而不破壞，即認為已滿足了“經歷無限次應力循環”這一條件。對于S-N曲線有水平漸近線的材料，如結構鋼等，N0=107；而對于像鋁合金等無水平漸近線的材料，N0=108。試驗發現，鋼材的疲勞極限σ-1與其強度極限σb之間有如下關系彎曲變形：

拉壓變形：

扭轉變形：作業1.應力集中2.疲勞，疲勞極限3.簡述疲勞極限的測試過程4.光彈性測試應力集中的原理5.應力集中系數6.應力集中的測試方法（內插法）7.電阻應變片工作原理第五節殘余應力及其測量殘余應力的概念

通常講，一個物體，在沒有外力和外力矩作用、溫度達到平衡、相變已經終止的條件下，其內部仍然存在并自身保持平衡的應力叫做內應力。

按照德國學者馬赫勞赫提出的分類方法，內應力分為三類：

第Ⅰ類內應力是存在于材料的較大區域（很多晶粒）內，并在整個物體各個截面保持平衡的內應力。當一個物體的第Ⅰ類內應力平衡和內力矩平衡被破壞時，物體會產生宏觀的尺寸變化。

第Ⅱ類內應力是存在于較小范圍（一個晶粒或晶粒內部的區域）的內應力。

第Ⅲ類內應力是存在于極小范圍（幾個原子間距）的內應力。在工程上通常所說的殘余應力就是第Ⅰ類內應力。

金屬材料在外力作用下發生塑性變形后會有殘余應力出現!而只發生彈性變形時卻不會產生殘余應力.

金屬在外力作用下的變形是不均勻的,有的部位變形量大,而有的部位小,它們相互之間又是互相牽連在一起的整體,這樣在變形量不同的各部位之間就出現了一定的彈性應力-----當外力去除后這部分力仍然存在,就是所謂的殘余應力.是在一定范圍存在的彈性應力.金屬殘留在物體內的應力是由分子間力的取向不同導致的。外力撤銷后，外力所造成的殘余變形導致了殘余應力。通常用熱處理、時效處理來消除殘余應力。殘余應力的產生

在機械制造中，各種工藝過程往往都會產生殘余應力。但是，如果從本質上講，產生殘余應力的原因可以歸結為：

1.不均勻的塑性變形；

2.不均勻的溫度變化；

3.不均勻的相變。殘余應力的作用

機械零部件和大型機械構件中的殘余應力對其疲勞強度、抗應力腐蝕能力、尺寸穩定性和使用壽命有著十分重要的影響。

適當的、分布合理的殘余壓應力可能成為提高疲勞強度、提高抗應力腐蝕能力，從而延長零件和構件使用壽命的因素；不適當的殘余應力則會降低疲勞強度，產生應力腐蝕，失卻尺寸精度，甚至導致變形、開裂等早期失效事故。殘余應力的調整

針對工件的具體服役條件，采取一定的工藝措施，消除或降低對其使用性能不利的殘余拉應力，有時還可以引入有益的殘余壓應力分布，這就是殘余應力的調整問題。

通常調整殘余應力的方法有：

1.加熱，即回火處理,利用殘余應力的熱松弛效應消除或降低殘余應力。

2.施加靜載，使工件產生整體或局部、甚至微區的塑性變形，也可以調整工件的殘余應力。例如大型壓力容器，在焊接之后，在其內部加壓，即所謂的“脹形”，使焊接接頭發生微量塑性變形，以減小焊接殘余應力。3.振動時效：在國際上，工業發達國家起始于上世紀50年代，我國從70年代研究和推廣。振動消除應力主要特點：

（1）處理時間短；

（2）適用范圍廣；

（3）能源消耗少；

（4）設備投資小，操作簡便。

4.錘擊、噴丸、滾壓等：噴丸強化是行之有效、應用廣泛的強化零件的手段，噴丸的同時也改變了表面殘余應力狀態和分布，而噴丸產生的殘余壓應力又是強化機理中的重要因素。？

熱時效是將工件加熱、保溫、冷卻，消除工件內應力，一般情況下每爐工件加熱時間為16小時，保溫、冷卻時間為8小時，能耗大。

振動時效工藝是通過專用的激振設備使工件產生振動，振動產生的動應力與工件內部原有的殘留應力相疊加，達到均化內應力，減少工件變形的效果，其耗能設備僅為振動機械（電機），且一般處理一個工件僅需30分鐘左右，時間短、能耗小。

振動時效處理現場圖噴丸處理噴丸又分為噴丸和噴砂。噴丸還用于提高表面硬度和降低表面粗糙度噴丸處理一般應用在汽車的彈簧鋼板的加工上.是為了減少被加工材料的塑性變形.噴丸強化分為一般噴丸和應力噴丸.一般處理時,鋼板在自由狀態下,用高速鋼丸打擊鋼板的里面,使其表面產生預壓應力.以減少工作中鋼板表面的拉應力,增加使用壽命.應力噴丸處理是將鋼板在一定的作用力下的預先彎曲,然后進行噴丸處理.噴丸除銹的原理與應用:

1.原理:以壓縮空氣帶動鐵丸通過專門工具,高速噴射于金屬表面,利用鐵丸的沖擊和摩擦作用,清除金屬表面的鐵銹及其他污染,并得到有一定粗糙度的,顯露金屬本色的表面.

2.應用:為了提高防護層的結合力.噴丸硬化原理與應用:

1.原理:將淬硬鋼丸以壓縮空氣噴出或離心式噴丸機借離心力甩到金屬表面,利用鋼丸對金屬表面的沖擊作用使零件表面硬化.

鋼丸沖擊金屬表面:第一使零件表面生成0.1-0.4mm深的硬化層,增加零件表面對塑性變形和斷裂的抵抗能力,并使表層產生壓應力,提高其疲勞強度;第二使零件表面上的缺陷和由于機械加工所帶來的損傷減少,從而降低應力集中.

2.應用:用在承受交變應力下工作的零件噴丸處理后可以大大提高其疲勞強度,使壽命提高幾倍.殘余應力的測量方法

殘余應力的測量方法可以分為有損和無損兩大類。

有損測試方法就是應力釋放法，也可以稱為機械的方法；無損方法就是物理的方法。

機械方法目前用得最多的是切割法和套環法，鉆孔法（盲孔法）等。

物理方法中用得最多的是X射線衍射法，其它主要物理方法還有中子衍射法、磁性法和超聲法。X射線衍射法X射線衍射法依據X射線衍射原理，即布拉格定律。布拉格定律把宏觀上可以準確測定的衍射角同材料中的晶面間距建立確定的關系。材料中的應力所對應的彈性應變必然表征為晶面間距的相對變化。當材料中有應力σ存在時，其晶面間距d必然隨晶面與應力相對取向的不同而有所變化，按照布拉格定律，衍射角2θ也會相應改變。因此有可能通過測量衍射角2θ隨晶面取向不同而發生的變化來求得應力σ。該法可以在實驗室進行研究，可且可以應用到各種實際工件，包括大型工件的現場測量。

磁性法

磁性法測量殘余應力是利用鐵磁材料的壓磁效應。即在應力作用下。鐵磁材料的各方向上的導磁率發生不同的變化，從而產生磁各向異性。通過對導磁率變化的測定來確定殘余應力的方法。

切割法切割法：在欲測部位劃線：劃出20m