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機(jī)械社區(qū)

標(biāo)題: 大量塑形變形后的殘余應(yīng)力問(wèn)題 [打印本頁(yè)]
作者: 孤城領(lǐng)主領(lǐng)主    時(shí)間: 2014-8-28 11:41
標(biāo)題: 大量塑形變形后的殘余應(yīng)力問(wèn)題
話說(shuō),，我用一個(gè)鋁板進(jìn)行銑削加工,，在大量挖除內(nèi)腔后,，需要進(jìn)行去應(yīng)力退火才能保證后面精加工尺寸的穩(wěn)定性。另外,，在進(jìn)行沖床沖孔操作后,，孔周?chē)忻叀?font class="jammer">. N1 j; e& @$ t/ r  B9 z1 W7 p& }; X! ~
我的疑惑是，上述兩例都是大量的塑形變形,，都會(huì)留下殘留應(yīng)力,。那么哪位能解釋一下，這些殘留應(yīng)力在微觀層面（即晶粒,，晶界,，晶格畸變等）上是怎么導(dǎo)致工件變形的？銑削中大量材料去除后精加工尺寸不穩(wěn)定,，以及沖孔之后的毛邊,，應(yīng)該都是殘余應(yīng)力在作祟，可它是怎么作祟的,，哪位高手來(lái)解釋一下,？
作者: 走路empty    時(shí)間: 2014-8-28 21:13
博士 課題
作者: 鈈莋贁chien    時(shí)間: 2014-8-28 21:23
頂一個(gè)，這個(gè)貌似在課本上能找到答案吧,。
作者: PoiSonLink    時(shí)間: 2014-8-29 10:20
不懂這計(jì)算分析.支持一下
作者: 孤城領(lǐng)主領(lǐng)主    時(shí)間: 2014-8-29 10:26
鈈莋贁chien 發(fā)表于 2014-8-28 21:23
" B% O0 d7 z5 `4 G2 x& t- z9 ?6 w3 I頂一個(gè),，這個(gè)貌似在課本上能找到答案吧。

, U, ^( }; v, g. g  Q; n手頭的課本翻遍了沒(méi)有找到答案,，我讀機(jī)械的碩士朋友也是以一句不在他的研究范圍為由把我堵回來(lái)了,。我很奇怪，在課本上清清楚楚寫(xiě)著，金屬材料受應(yīng)力會(huì)發(fā)生彈性變形,，如果應(yīng)力足夠大就會(huì)發(fā)生塑形變形,。接著書(shū)上說(shuō)了，發(fā)生塑形變形是因?yàn)閼?yīng)力使得晶界滑移,，可是為什么沒(méi)有人去問(wèn)彈性變形中晶界又是什么一種狀況那,？再有塑性變形后會(huì)有殘余應(yīng)力，這玩意會(huì)使加工后的工件在發(fā)生變形,，而在這個(gè)殘余應(yīng)力的作用下,，晶界，晶粒又是一種神馬狀況那,？
作者: liuyanxue    時(shí)間: 2014-8-29 14:19
很深?yuàn)W的問(wèn)題
作者: LIAOYAO    時(shí)間: 2014-8-29 14:53
咋看得暈乎暈乎的,，從”進(jìn)行銑削加工，在大量挖除內(nèi)腔后“ 來(lái)看,，應(yīng)該就是機(jī)加工的,，切削是不能算在塑形變形里吧！主要討論方向是在殘留應(yīng)力部分吧,。7 U* K5 S. N: q, i

0 G9 I9 l' J* k9 D2 q. L又,，沖孔是沖裁工藝，材料都已經(jīng)分成兩部分了,，如何還停留在”塑形變形“呢,？沖孔之后的毛邊更和應(yīng)力無(wú)啥關(guān)聯(lián)，只是單純偏向刀口利度和刀口間隙與間隙的確保問(wèn)題,。
作者: 獨(dú)自莫憑欄    時(shí)間: 2014-8-29 15:40
我拋個(gè)磚,，描述一下金屬切削的物理性質(zhì)。當(dāng)?shù)毒咔腥牍ぜ䲡r(shí),，就會(huì)發(fā)生材料流動(dòng),，被擠壓的材料就沿著刀具表面流出；當(dāng)?shù)毒咔斑M(jìn)時(shí),，刀具前面的材料在與材料流動(dòng)方向相反的方向上產(chǎn)生應(yīng)力,，這是有摩擦力的緣故。$ A0 Y# a9 @; p
內(nèi)應(yīng)力是金屬切削過(guò)程中產(chǎn)生的,，由于刀具產(chǎn)生的應(yīng)力,，材料出現(xiàn)壓縮；在切削過(guò)程中由刀具或工件向前移動(dòng),，應(yīng)力積聚在刀刃處并箱材料內(nèi)部傳播,；這種應(yīng)力集中導(dǎo)致切屑從材料商斷裂并沿著切屑——刀具界面流動(dòng)。
5 f, K1 t4 Z: n. N9 ^由于大部分材料在一定程度上都具有延展性,，切削時(shí)就很容易出現(xiàn)塑性流動(dòng),。
作者: 孤城領(lǐng)主領(lǐng)主    時(shí)間: 2014-8-31 11:18
LIAOYAO 發(fā)表于 2014-8-29 14:53 & m$ j& V8 A. l; Q
咋看得暈乎暈乎的,，從”進(jìn)行銑削加工，在大量挖除內(nèi)腔后“ 來(lái)看,，應(yīng)該就是機(jī)加工的,，切削是不能算在塑形變形 ...
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由應(yīng)力--應(yīng)變曲線可知，斷裂,，是塑形變形的極端情況,。而機(jī)械加工中的去除材料，都是在外力作用下的材料去除,。假設(shè)拿一個(gè)1噸的小型沖床在100MM厚的45號(hào)調(diào)質(zhì)剛上沖個(gè)10MM的通孔，沖不動(dòng)吧,。那是因?yàn)閼?yīng)力不夠大,，只能沖個(gè)小坑，雖然也引起了材料的塑形變形,，但是遠(yuǎn)沒(méi)到達(dá)到塑形變形的極端情況--斷裂,，的地步�,？墒峭瑯拥臋C(jī)器在1MM厚的45號(hào)鋼材上沖個(gè)10MM的孔,，就OK，這是因?yàn)閼?yīng)力足夠大,，大到塑形變形已經(jīng)不能完成對(duì)沖擊功的吸收,，達(dá)到了斷裂極限。
作者: 孤城領(lǐng)主領(lǐng)主    時(shí)間: 2014-8-31 11:33
獨(dú)自莫憑欄 發(fā)表于 2014-8-29 15:40
6 I! v9 t5 |3 Z& k' ^! `) M: J' s我拋個(gè)磚,，描述一下金屬切削的物理性質(zhì),。當(dāng)?shù)毒咔腥牍ぜ䲡r(shí)，就會(huì)發(fā)生材料流動(dòng),，被擠壓的材料就沿著刀具表面 ...
" `5 v! w8 M8 x( R1 |2 Z
恩,，不錯(cuò)，這是宏觀的觀察,。微觀的組織變化原理就更簡(jiǎn)單了
作者: chixianhu    時(shí)間: 2014-8-31 21:30
加工一個(gè)鋁板就能如此深入的思考,，中國(guó)機(jī)械工業(yè)有救了。
作者: negtive    時(shí)間: 2014-9-1 00:56
如果是不銹鋼,，比如304H,，在繞圈以后回火處理外徑就會(huì)有比較大的膨脹。而碳素鋼材料繞卷后回火就會(huì)出現(xiàn)外徑坍縮的情況,。兩者都是應(yīng)力釋放的表現(xiàn),。應(yīng)該是跟組織結(jié)構(gòu)有關(guān)系。我熱處理都是現(xiàn)學(xué)現(xiàn)看,，我猜是不是晶格太大了繞圈的話就會(huì)出現(xiàn)塑性變形中存在與晶格尺寸相近的間隙回火時(shí)應(yīng)力釋放表現(xiàn)為晶格之間的重新組織,，尺寸上有膨脹,。碳素鋼的組織情況不太清楚，我覺(jué)得應(yīng)該是另一種形態(tài)的應(yīng)力積累-釋放模式,。
作者: 設(shè)計(jì)工程師    時(shí)間: 2014-9-1 14:33
孤城領(lǐng)主領(lǐng)主 發(fā)表于 2014-8-29 10:26 / z# q  ?# L: k( g2 J# m1 S
手頭的課本翻遍了沒(méi)有找到答案,，我讀機(jī)械的碩士朋友也是以一句不在他的研究范圍為由把我堵回來(lái)了。我很奇 ...
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只要有應(yīng)力,，就有應(yīng)變,。應(yīng)力處在彈性范圍以上，就產(chǎn)生不可回復(fù)的變形,，變現(xiàn)在宏觀上,，就是物體變形，尺寸不穩(wěn)定,。+ f' Z+ D- U: n: d( Q% ]+ X
因?yàn)闅堄鄳?yīng)力有些已經(jīng)達(dá)到塑性變形以上的程度,。
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作者: 利劍lm    時(shí)間: 2014-9-1 14:57
可以參考《材料科學(xué)基礎(chǔ)》這本教材，你將塑性變形上升到微觀層面,，目前研究起來(lái)還是個(gè)難點(diǎn),，航空整體結(jié)構(gòu)件機(jī)加工領(lǐng)域研究這個(gè)的比較多，比如山東大學(xué)和浙江大學(xué),，都有過(guò)這方面的研究,。
作者: 利劍lm    時(shí)間: 2014-9-1 15:09
可以通過(guò)退火處理來(lái)消除殘余應(yīng)力，山東大學(xué)教授研究出可通過(guò)滾壓方法使零件內(nèi)部的殘余應(yīng)力重新分布來(lái)阻止它導(dǎo)致的塑性變形,，殘余應(yīng)力對(duì)大型薄壁零件影響最為顯著,，微觀機(jī)理太復(fù)雜，沒(méi)有規(guī)律,，暫時(shí)無(wú)法通過(guò)理論方法進(jìn)行研究,，可通過(guò)X射線衍射儀測(cè)量零件表層的殘余應(yīng)力大小。
作者: 利劍lm    時(shí)間: 2014-9-1 15:15
獨(dú)自莫憑欄 發(fā)表于 2014-8-29 15:40 * {0 s  y: Q/ Y7 b* O
我拋個(gè)磚,，描述一下金屬切削的物理性質(zhì),。當(dāng)?shù)毒咔腥牍ぜ䲡r(shí)，就會(huì)發(fā)生材料流動(dòng),，被擠壓的材料就沿著刀具表面 ...

1 Y: a0 W" c0 n' w$ b這個(gè)說(shuō)的很有道理,，金屬切削加工中講過(guò)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)，有一本《位錯(cuò)理論在切削加工中的應(yīng)用》書(shū)有更詳細(xì)的講解
6 Z6 ^* B1 O  r/ A
作者: 利劍lm    時(shí)間: 2014-9-1 15:17
我突然想起來(lái)了,，有一本很老的書(shū)《位錯(cuò)理論在切削加工中的應(yīng)用》對(duì)切削加工的微觀機(jī)理講解的比較透徹,，可供樓主參考，這邊書(shū)一般買(mǎi)不到,，可到大學(xué)圖書(shū)館里查查看
作者: 孤城領(lǐng)主領(lǐng)主    時(shí)間: 2014-9-3 06:54
設(shè)計(jì)工程師 發(fā)表于 2014-9-1 14:33
4 x+ {6 ^& p8 A& t只要有應(yīng)力,，就有應(yīng)變。應(yīng)力處在彈性范圍以上,，就產(chǎn)生不可回復(fù)的變形,，變現(xiàn)在宏觀上,，就是物體變形，尺寸 ...

! s) t2 [4 b" f9 s0 S* l$ H" l% }恩,，《工程材料》上,，對(duì)金屬材料因應(yīng)力導(dǎo)致的塑形變形分析的比較細(xì)致，但是對(duì)應(yīng)力導(dǎo)致的彈性變形就是一筆帶過(guò)了,，對(duì)殘余應(yīng)力只是提到了這個(gè)名詞而已,。兄弟知不知道有沒(méi)有講彈性變形和金屬加工殘余應(yīng)力釋放更詳細(xì)的資料或論文？& S$ t! f: m* p  p: X
作者: 孤城領(lǐng)主領(lǐng)主    時(shí)間: 2014-9-3 06:56
利劍lm 發(fā)表于 2014-9-1 15:17 7 p% P' h9 g7 ?2 d7 D; J
我突然想起來(lái)了,，有一本很老的書(shū)《位錯(cuò)理論在切削加工中的應(yīng)用》對(duì)切削加工的微觀機(jī)理講解的比較透徹,，可供 ...
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好的，多謝
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作者: 孤城領(lǐng)主領(lǐng)主    時(shí)間: 2014-9-5 08:05
negtive 發(fā)表于 2014-9-1 00:56 1 j5 c8 W! w* E
如果是不銹鋼,，比如304H,，在繞圈以后回火處理外徑就會(huì)有比較大的膨脹。而碳素鋼材料繞卷后回火就會(huì)出現(xiàn)外徑 ...

$ p. p; `; r: }! f7 l2 F你的意思是塑性變形產(chǎn)生了晶粒間隙,，回火后組織發(fā)生變化使材料膨脹？我沒(méi)明白你所說(shuō)的是啥意思,。
4 L* V; Y: |2 N9 T我覺(jué)得,，304H回火后膨脹可能是因?yàn)楫a(chǎn)生了Ni和C，以及,，Cr與C生成了碳化物導(dǎo)致的體積膨脹,。而碳素鋼回火坍縮，可能是因?yàn)榛鼗鸷笾楣怏w層片間距變小導(dǎo)致的,，這只是我的猜測(cè),，不知道對(duì)不對(duì)。
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