殘余應力消除的案例
熱處理消除Q235鋼焊接殘余應力的研究 附Q235鋼真實應力應變曲線研究下載
焊接殘余應力是焊接技術帶來的一個幾乎無法避免的缺陷，其危害眾所周知。焊后熱處理是一種消除焊接殘余應力常用的方法。
工程上主要采用退火處理，退火溫度越高、保溫時間越長，消除焊接殘余應力的效果就越好。但是溫度過高，使工件表面氧化比較嚴重，組織可能發(fā)生轉變，影響工件的使用性能，存在弊端。
蠕變應力松弛理論為熱處理消除焊接殘余應力提供了另一條思路，工件在較低溫度時會發(fā)生蠕變，材料內部的殘余應力會因應力松弛而得到釋放，只要保溫時間足夠長，理論上殘余應力可完全消除。在低溫消除焊接殘余應力時，材料的組織和性能變化甚微，幾乎不影響材料的使用性能，而且低溫處理材料表面的氧化和脫碳也比較小。這就可以在材料的力學性能和組織基本不變的情況下達到降低材料焊接殘余應力的目的，大大提高材料的使用壽命和性能，在工程上具有重要的意義。接下來在不同加熱溫度和保溫時間對試件進行退火處理，通過測定試件焊接殘余應力的降低程度，研究在熱處理消除焊接殘余應力過程中加熱溫度和保溫時間的等效性問題。
結果發(fā)現(xiàn)：熱處理對Q235鋼焊接殘余應力降低效果明顯，且在熱處理降低焊接殘余應力過程中，溫度和時間存在著一個等效性，即加熱溫度低可以長時間保溫，加熱溫度高可以縮短保溫時間，它們在降低焊接殘余應力的效果上是很接近的。
下載地址：Q235鋼真實應力應變曲線研究
展開 如何測量殘余應力?
熱處理法
熱處理就是利用殘余應力的熱松弛效應消除或降低殘余應力，一般采用退火、回火等方式進行處理。
圖11 熱處理之退火處理
靜載荷加壓，就是使工件產生整體或局部、甚至微區(qū)的塑性變形來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(fā)生微量塑性變形，以減小焊接殘余應力。
圖12 經過脹形處理的大型油罐
振動時效，英文叫做Vibration Stress Relief，簡稱VSR。振動時效處理是工程材料常用的一種消除其內部殘余內應力的方法，是通過振動，使工件內部殘余的內應力和附加的振動應力的矢量和達到超過材料屈服強度的時候，使材料發(fā)生微量的塑性變形，從而使材料內部的內應力得以松弛和減輕。
圖13 應變可量化式振動時效系統(tǒng)
機械處理，就是利用物體表面產生很小的塑性變形的方法來減小殘余應力，包括零件彼此碰撞、表面滾壓、表面拉制以及模具中表面校形精壓等。例如打鐵的好處之一就是消除殘余應力。
圖14 打鐵鍛造
文章來源：材料熱處理工程師
展開 焊接應力的消除方法
焊接殘余應力對結構和構件的影響：
焊接殘余應力是構件還未承受荷載而早已存在構件截面上的初應力，在構件服役過程中，和其他所受荷載引起的工作應力相互疊加，使其產生二次變形和殘余應力的重新分布，不但會降低結構的剛度和穩(wěn)定性而且在溫度和介質的共同作用下，還會嚴重影響結構的疲勞強度、抗脆斷能力、抵抗應力腐蝕開裂和高溫蠕變開裂的能力。
三、焊接應力的消除方法
目前采用的消除應力的失效方法有振動時效（消除30%~50%的應力）、熱時效（消除40%~70%的應力）豪克能PT時效（消除80%~100%的應力）。
預熱
對重要的焊接構件先進行整體熱時效，然后再現(xiàn)場與其他構件進行組合焊接的拼焊工藝是建筑鋼結構制造常采用的方法。其具有焊縫去氫、恢復塑形和消除應力的三重功能。一般認為熱時效的消除應力的效果為40%以上。
重熔
焊趾缺陷是一種焊道融合線上中難以避免的小而尖銳、連續(xù)的缺陷，往往成為結構疲勞破壞的裂紋源。
常采用TIG重熔工藝對焊趾進行修整，重建裂紋起裂前的狀態(tài)，降低由于焊趾缺陷所造成的應力集中現(xiàn)象，以延長疲勞壽命。
展開 知識分享 | 測量殘余應力的方法
<p><strong><u>什么是殘余應力？</u></strong></p><p>殘余應力是指消除外力或不均勻的溫度場等作用后，仍留在物體內的自相平衡的內應力。殘余應力存在于所有的機械結構中，機械加工和強化工藝、不均勻塑性變形或相變等都可能引起殘余應力。</p><p>比如<strong>加工工藝</strong>：</p><ul><li>塑性變形或焊接</li><li>鑄造部件的非均勻冷卻</li><li>鍛造過程</li></ul><p>比如<strong>表面處理</strong>：：</p><ul><li>噴涂</li><li>表面硬化</li></ul><p>殘余應力與一般的機械應力一樣，對結構的強度起著同樣的作用。但和外部載荷引起的應力不同，其很難用計算方式來進行預測。因此，需要一個可靠的方法進行準確測量，并且需要最大程度地減小對測量表面的損傷。</p><p><br></p><p><strong><u>測量殘余應力的方法</u></strong></p><p>基于應變片常用的兩種的殘余應力測定方法是：環(huán)芯法和鉆孔法。兩種方法的共同特點是，在工件上安裝應變花后，通過鉆取或取芯的機械過程，殘余應力狀態(tài)將發(fā)生變化。在這一過程中，殘余應力得到釋放，通過應變花測得過程前后應變的變化情況，可以計算出殘余應力。</p><p><strong>環(huán)芯法：</strong>即在應變花周圍提取環(huán)形槽。用機械法開一個環(huán)形槽，局部分割、釋放殘余應力，在測試位置粘貼電阻應變片，測量轉子鍛件在軸向和周向釋放的應變值，根據(jù)力學原理推算工件的殘余應力。
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焊接應力的消除方法
④ 對加工精度的影響：焊接殘余應力的存在對焊件的加工精度有不同程度的影響。焊件的剛度越小，加工量越大，對精度的影響也越大。
⑤ 對尺寸穩(wěn)定性的影響：焊接殘余應力隨時間發(fā)生一定的變化，焊件的尺寸也隨之變化。焊件的尺寸穩(wěn)定性又受到殘余應力穩(wěn)定性的影響。
⑥ 對耐腐蝕性的影響：焊接殘余應力和載荷應力一樣也能導致應力腐蝕開裂。
焊接殘余應力對結構和構件的影響：焊接殘余應力是構件還未承受荷載而早已存在構件截面上的初應力，在構件服役過程中，和其他所受荷載引起的工作應力相互疊加，使其產生二次變形和殘余應力的重新分布，不但會降低結構的剛度和穩(wěn)定性而且在溫度和介質的共同作用下，還會嚴重影響結構的疲勞強度、抗脆斷能力、抵抗應力腐蝕開裂和高溫蠕變開裂的能力。
三、焊接應力的消除方法
目前采用的消除應力的失效方法有振動時效（消除30%~50%的應力）、熱時效（消除40%~70%的應力）豪克能PT時效（消除80%~100%的應力）。
振動時效
振動時效處理是工程材料常用的一種消除其內部殘余內應力的方法，是通過振動，使工件內部殘余的內應力和附加的振動應力的矢量和達到超過材料屈服強度的時候，使材料發(fā)生微量的塑性變形，從而使材料內部的內應力得以松弛和減輕。
熱時效
熱時效就是把工件加熱到彈塑性轉變溫度，并保持有一定時間，使工件的殘余應力得到松弛，然后極為緩慢的降低溫度，使工件在冷卻之后處于低應力狀態(tài)。生產時間表明，如果在升溫、保溫和降溫過程中工藝參數(shù)選擇不當，或操作時不嚴格遵守合理的工藝規(guī)范，往往得不到消除應力的結果，甚至反而增大工件的應力。
豪克能時效
1、是目前最徹底消除焊接殘余應力并產生出理想壓應力的時效方法，豪克能時效消除80%~100%。
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本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、掌握噴丸三維模型的繪制
2、掌握顯示動力學分析相關的材料參數(shù)設置
3、理解顯示動力學分析步的建立
4、學習噴丸強化分析的相互關系的設置
5、了解顯示動力學網格的劃分
6、學習結果后處理的查看與對比
案例介紹：
所使用軟件為ABAQUS2018.
本案例完整得提供了分析相關所有的分析文件。
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abaqus中怎么消除網格劃分粗細對應力的影響
論文中（如圖）提取某點的應力來與實驗結果對比 但是網格劃分的粗細對應力大小影響很大，大佬們有什么好的方法解決網格粗細的影響嗎
切削殘余應力輸出提取
請問有人可以做切削過后的殘余應力提取嗎？就是殘余應力沿深度方向的分布。
如何使用 COMSOL 模擬殘余應力
今天，我們將介紹結構力學中殘余應力的概念，并以金屬拉深工藝為例，了解如何計算殘余應力。我們以一個經過或未經過加工硬化的彎曲梁為例，先解釋如何計算和分析殘余應力，然后介紹一個鈑金成形模型。
什么是殘余應力？
殘余應力是指塑性結構卸載后仍然存在的自平衡應力。在機械零件的制造過程中，會引入殘余應力，并將影響零件的
疲勞
、失效甚至腐蝕行為。
實際上，不受控制的殘余應力可能會導致結構過早失效。盡管殘余應力可能會改變性能，甚至會導致制造的產品故障，但是一些應用實際上是需要它們的。例如，像智能手機屏幕的玻璃這樣的脆性材料，在制造過程中通常會在表面誘發(fā)壓縮殘余應力，以避免裂縫尖端的擴散。
因此，殘余應力在整個力學應用中發(fā)揮著重要作用。只有通過對這些應力進行定性和定量分析，才有可能確定最適合特定應用的加工工藝。這些分析還可以幫助探索用于產品可靠性的最佳材料用量或最合適形狀設計，以避免故障和失效。
純彎曲下的梁
以下圖中的細長梁為例來說明。這個梁的截面為矩形，深度為
，寬度為
。梁的左側被固定，并在自由端上施加一個彎矩。
計算殘余應力
根據(jù)梁理論，在這個示例中，彎矩是恒定的，應力可以寫為：
(1)
其中，
是關于 z 軸的慣性矩。
隨著
的增加，梁首先表現(xiàn)為彈性行為，但在達到它的屈服彎矩
后， 開始表現(xiàn)為塑性行為。由此產生了彈塑性截面。當塑性區(qū)擴展到整個橫截面時，就可以確定梁所能承受的極限彎矩
。本文，我們假設梁在這樣的時刻會坍塌，并具有完美的塑性行為。
梁的外層纖維將首先達到屈服點，而核心纖維則保持彈性。
展開 塑膠殘余應力會造成哪些問題？
切削加工中殘余應力的產生
由于在切削加工中工件受到切削力、熱載荷或高溫相變作用，產生不均勻塑性變形，當外載荷卸去后，工件內部就產生了殘余應力。它可以是拉應力，也可以是壓應力，其性質和大小隨材料的性能、產生條件的不同而變化。在常規(guī)加工條件下，殘余應力存在于工件很薄的表層內，作用范圍距表面小于5μm，應力梯度很大，應力值有時相當大，數(shù)量可以是被加工材料原始屈服強度的1至3倍。切削時由于切屑對刀具的摩擦和擠壓，以及在第Ⅲ變形區(qū)內，切削刃分流點以下很小一部分材料經受刀刃鈍圓部分強烈擠壓和摩擦，會進一步發(fā)生嚴重的附加塑性變形并留在已加工表面上。切削后由于內層材料的彈性恢復和后刀面與已加工表面的摩擦，使已加工表面層再次發(fā)生塑性變形：若內層材料的彈性恢復是擴張趨勢，則表面層呈現(xiàn)拉應力狀態(tài)，反之，內層材料若是收縮趨勢的彈性恢復，表面層則呈現(xiàn)壓應力狀態(tài)。刀-工接觸面的滑動摩擦造成刀-工接觸面間的剪切變形和局部高溫，當切削區(qū)域溫度高于材料相變溫度時，材料發(fā)生熱相變并導致體積變化，但受到相鄰材料的約束，使表面層產生局部不均勻的殘余應力，其應力狀態(tài)隨材料金相組織變化狀態(tài)和加工條件而變化，或為壓應力，或為拉應力。
殘余應力的產生是一個復雜的現(xiàn)象，除受力、熱因素影響外，還受材料內部微觀結構、加工條件(如刀具幾何參數(shù)、切削用量等)多種因素影響。因此切削加工中殘余應力的產生是由多種因素綜合作用的結果。
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三維平板堆焊焊接及殘余應力分析
利用ANSYS經典進行三維平板堆焊焊接及殘余應力分析。
關鍵詞：焊接分析 高斯熱源 熱分析 移動熱源 殘余應力分析 ANSYS經典 焊接熔池
如果反響不錯，下次再出個WORKBENCH的版本和視頻
計算分析講解演示視頻：
http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c10105
有限元材料的塑性變形和殘余應力
根據(jù)相關標準，零部件在運行過程中允許小范圍的塑性變形或者應力超出屈服強度不超過10%，但需考慮殘余應力對疲勞壽命的影響，這里介紹下有限元分析零件的塑性變形和殘余應力計算。
1.定義材料非線性特性，雙線性隨動強化材料。這里材料定義為Q235，屈服強度235MPa，抗拉強度450MPa，彈性模量210GPa，切向模量1.5GPa，泊松比0.3。
2.建立3d 模型，為簡化起見，建立一個長方體（10x10x100mm）
3.劃分網格，單元選用六面體單元。
4.定義邊界條件,一端固定，另一端施加30000N的拉力。這里一定要施加一個足夠大的力，以能讓材料產生塑性變形。
(至少要添加2個載荷步，以便觀察卸載之后的塑性變形和殘余應力)
5.求解，求解過程中一定要把大變形打開。
看看卸載之后的塑性變形和殘余應力，載荷卸去之后，零件仍有4.3mm的永久變形，殘余應力也達到了100多兆帕，這里主要是應為應力集中的影響。
展開 請問abaqus殘余應力仿真問題
對每個毛坯進行成型仿真之后，怎么再次以成型后的殘余應力條件為初始條件繼續(xù)進行殘余應力的去除仿真，如何將殘余應力設為初始條件呀。
abaqus焊接殘余應力二維模擬
大神，abaqus如何模擬二維焊接殘余應力？
