焊接應(yīng)力消除

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（疲勞破壞的本質(zhì)是拉應(yīng)力破壞，所以通過(guò)形成預(yù)壓應(yīng)力，增加壽命是一個(gè)方法。增加預(yù)壓，不代表說(shuō)一定會(huì)從這個(gè)圓角處破壞，但預(yù)壓的效果依舊存在。  0疲勞損壞的本質(zhì)是拉應(yīng)力破壞還是切應(yīng)力破壞，不同的力學(xué)大師有各自的理論。大俠認(rèn)可哪個(gè)理論都沒(méi)有問(wèn)題，關(guān)鍵是如何說(shuō)清R200處的一點(diǎn)點(diǎn)壓應(yīng)力，是如何影響到過(guò)盈配合區(qū)30mm處的

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（關(guān)于第三條，首先，你明白過(guò)盈配合的壓力分布是不均勻的。兩側(cè)高中間低。其目的是過(guò)盈變形趨于一致。然后，你的輪轂所傳遞的外載荷，根據(jù)載荷形式不同，對(duì)配合面的影響也不同），過(guò)盈配合的壓應(yīng)力兩側(cè)高中間低指的是什么？

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（對(duì)于扭矩影響，其結(jié)果是不同位置的摩擦力不同，換句話就是配合處的切應(yīng)力不同。說(shuō)白了，就是切應(yīng)力最高的地方就是最后出現(xiàn)裂紋的地方。這個(gè)你可以有限元模擬，可以手算。特別是當(dāng)你的扭矩位置偏置的時(shí)候，結(jié)果不同） ，這里關(guān)鍵是如何建立應(yīng)力與壽命的關(guān)系？
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（純徑向力影響這里可以不討論，因?yàn)榧儚较蛄Φ钠�勞結(jié)果不應(yīng)該是環(huán)狀的），是說(shuō)在傳動(dòng)扭矩夠的情況下，其大小和裂紋沒(méi)有關(guān)系嗎？？。
6 o+ s9 h& e" q+ o9 U; r（表面質(zhì)量如果本身有殘缺，也可能優(yōu)先從殘缺位置出現(xiàn)裂紋。），這一點(diǎn)是公認(rèn)的。從統(tǒng)計(jì)看裂紋集中在某個(gè)區(qū)域，還是要先說(shuō)明同等材質(zhì)的情況下，為什么該區(qū)域先產(chǎn)生裂紋。

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  @( W" P6 v+ I6 Q/ ?* H
陳明先生，您好。濟(jì)南二機(jī)廠在大型機(jī)床的修復(fù)上有豐富的經(jīng)驗(yàn)。不知下文所講的噴鉬效果真正如何。
5 V$ z+ m# y" F! Q3 P: R  D8 ^zerowing大俠多次在夜間回復(fù)，非常辛苦。
機(jī)車車輛車軸的保護(hù)和修復(fù)
0 Q/ ?* j* Z7 l7 ?    車軸是列車運(yùn)行的關(guān)鍵部件，其與車輪、軸承和制動(dòng)盤等零件均采用過(guò)盈配合連接。車軸在列車運(yùn)行過(guò)程中承受著交變載荷和軸頸后部的對(duì)稱彎曲應(yīng)力，因此，在車軸與軸承過(guò)盈配合的軸頸表面上，或在與輪轂過(guò)盈配合的輪座表面上，或在與機(jī)車傳動(dòng)齒輪過(guò)盈配合的齒輪嵌入部均可產(chǎn)生微動(dòng)。該微動(dòng)所造成的表面損傷包括：產(chǎn)生氧化磨屑；表面形貌變化；表面、亞表面塑性變形或出現(xiàn)微觀裂紋。微動(dòng)會(huì)降低過(guò)盈量和退輪力，還會(huì)在循環(huán)應(yīng)力作用下引起裂紋的擴(kuò)展，導(dǎo)致車軸疲勞強(qiáng)度降低或早期斷裂。由此可見(jiàn)，車軸的微動(dòng)損傷是危及行車安全的巨大隱患。
    從國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，為防止車軸輪座處的微動(dòng)損傷，在車軸的制造過(guò)程中，除采用合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)措施以外，在工藝上還采用了表面強(qiáng)化措施，其中包括在車軸輪座表面噴涂一種能與基體牢固結(jié)合的特殊覆蓋層—鉬和氧化鉬。經(jīng)過(guò)噴鉬處理后的車軸，一方面可以防止壓裝車輪時(shí)拉傷車軸配合表面；另一方面，可消除配合表面的微動(dòng)損傷，提高車軸的疲勞強(qiáng)度。德國(guó)E120機(jī)車及ICE動(dòng)力車車軸輪座處均采用了噴鉬處理。實(shí)踐證明噴鉬層具有良好的抗擦傷性能，能防止輪軸裝拆時(shí)拉傷車軸表面。
7 I, O' L; f; Y2 ?    俄羅斯在噴涂修復(fù)車軸軸頸方面進(jìn)行了大量的研究，并進(jìn)行了生產(chǎn)性試驗(yàn)。研究發(fā)現(xiàn)電弧噴涂0.15～0.2Omm厚度鉬噴涂層可提高預(yù)磨試樣疲勞極限的4O％，而經(jīng)滾壓的試樣提高11.5％。隨著單面涂層厚度增大到1.5 mm，帶涂層試樣的疲勞極限也隨著增加。對(duì)于只進(jìn)行滾壓而不噴涂的車軸而言，疲勞極限隨試驗(yàn)次數(shù)增加而下降的情況非常明顯；而對(duì)噴涂試樣而言，在試驗(yàn)次數(shù)增加至1000次循環(huán)時(shí)疲勞極限并不降低。此技術(shù)已經(jīng)在烏克蘭斯塔勒斯克車輛修理工廠進(jìn)行了修復(fù)車輛車軸軸頸工藝的生產(chǎn)性試驗(yàn)。部分貨車經(jīng)1O萬(wàn)km運(yùn)行表明，涂層狀態(tài)是令人滿意的。
    利用金屬噴涂的方法治理車軸軸頸可以獲得很高的經(jīng)濟(jì)效益，據(jù)俄羅斯方面統(tǒng)計(jì)，車輛車軸2個(gè)軸頸的噴涂修復(fù)成本大約是新車軸成本的8％；機(jī)車車軸2個(gè)軸頸的噴涂修復(fù)成本大約是車軸制造成本的5％。卡納什車輛修理工廠噴涂500根軸頸磨損的車軸，預(yù)計(jì)每根軸可獲得6O萬(wàn)盧布(1995年價(jià)格)的收益。國(guó)內(nèi)方面，北京交通大學(xué)、戚墅堰機(jī)車車輛研究所在應(yīng)用熱噴涂修復(fù)車軸方面也開(kāi)展了研究工作他們將Fe、Ni、Cr及A1合金粉末噴涂于模擬試驗(yàn)軸表面，然后進(jìn)行模擬車軸工況的微動(dòng)損傷試驗(yàn)。研究發(fā)現(xiàn)，涂層的層狀結(jié)構(gòu)有利于阻止微動(dòng)作用下表面裂紋向縱深擴(kuò)展形成疲勞裂紋，提高了車軸的抗微動(dòng)疲勞能力和使用壽命。對(duì)比1.0mm和0.5mm厚度的涂層，在選定的試驗(yàn)條件下，0.5mm厚的修復(fù)涂層具有較高的耐微動(dòng)疲勞和磨損能力，能延長(zhǎng)車軸使用壽命。

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) x, D# q" \3 H
（zerowing  我建議你先找找書(shū)，看看疲勞是怎么回事兒，再提問(wèn)。你這樣問(wèn)，我完全沒(méi)辦法答你），大俠看這裂紋是微動(dòng)疲勞產(chǎn)生的吧？
微動(dòng)疲勞
微動(dòng)疲勞是指構(gòu)件在循環(huán)載荷的作用下，由于表面某一部位與其它接觸表面產(chǎn)生小振幅相對(duì)滑動(dòng)而導(dǎo)致構(gòu)件導(dǎo)致部件疲勞強(qiáng)度降低或早期斷裂的現(xiàn)象。
* f" y+ M/ I! R  P所謂微動(dòng)就是名義上相對(duì)靜止的兩個(gè)固體,其相互接觸的表面在法向壓力作用下互相擠壓并產(chǎn)生往復(fù)的相對(duì)滑動(dòng)，相對(duì)滑動(dòng)幅度在5～400μm。
6 l# _1 y% w% L8 G% T微動(dòng)現(xiàn)象早在1911年就被發(fā)現(xiàn)，學(xué)者們提出了很多理論和見(jiàn)解，但是到目前為止，還沒(méi)有一個(gè)完滿的理論能解釋所觀察到的全部微動(dòng)損傷現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
   
微動(dòng)按其損傷形式分為三類，微動(dòng)磨損、微動(dòng)腐蝕和微動(dòng)疲勞，其中微動(dòng)疲勞是最為常見(jiàn)也是危害最大的一種。交變載荷和微動(dòng)能促使疲勞裂紋早期萌生和早期擴(kuò)展，最后導(dǎo)致構(gòu)件在大大低于材料疲勞極限，甚至低于材料彈性極限時(shí)失效，這一現(xiàn)象就被稱為材料的微動(dòng)疲勞。微動(dòng)疲勞損傷是各種壓配合或收縮配合構(gòu)件在交變應(yīng)力或振動(dòng)作用下的主要破壞形式，且在實(shí)際工作的條件下幾乎不能避免。

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大俠，對(duì)14樓的圖，在資料中有這樣些數(shù)據(jù):新干線車型D=209,d=190,ρ=100.(D/d=1.1);TGV車型D=212，d=184, ρ=15.75.(D/d=1.152)；ICE車型 D=190，d=160 ，ρ=15.75.（D/d=1.188).
$ S6 R: c+ O+ w) }) t. c資料中還有如下說(shuō)明：TGV、ICE的輪座與軸身的過(guò)渡圓弧半徑較小，輪座與軸身的直徑比較大，過(guò)渡圓弧處應(yīng)力集中大。危險(xiǎn)斷面在過(guò)渡圓弧區(qū)；新干線是小直徑比，大過(guò)渡圓弧。危險(xiǎn)斷面在輪座過(guò)盈配合區(qū)域。對(duì)輪座區(qū)域進(jìn)行高頻淬火，引入較高的表面殘余壓應(yīng)力，提高輪座區(qū)域耐微動(dòng)損傷的疲勞強(qiáng)度。
大俠看到這個(gè)圖，就斷定該圖不合理。不知是指的什么，一直沒(méi)有見(jiàn)到大俠的詳細(xì)說(shuō)明。
現(xiàn)在使用中的軸過(guò)渡區(qū)的直徑比為1.125；對(duì)軸裂紋區(qū)域原設(shè)計(jì)也進(jìn)行過(guò)直徑加大處理，過(guò)渡區(qū)的直徑比達(dá)到了1.15（圓弧過(guò)渡區(qū)采用了兩段圓弧過(guò)渡1.122*1.025=1.15）。加大處理后的軸裂紋區(qū)域也在過(guò)盈配合區(qū)域以內(nèi)。

閃耀

zerowing 發(fā)表于 2014-7-5 11:56
個(gè)人建議你焊接后增加一個(gè)應(yīng)力槽。

啥叫應(yīng)力槽

zerowing

642093071 發(fā)表于 2014-7-12 07:01
（zerowing  我建議你先找找書(shū)，看看疲勞是怎么回事兒，再提問(wèn)。你這樣問(wèn)，我完全沒(méi)辦法答你），大俠看這裂 ...

呵呵，你找了很多資料，但是俺說(shuō)一句，這些說(shuō)了很多的東西，都不是我讓你看的疲勞的原理。
我很久不回復(fù)你，是因?yàn)槊髅饕粋�(gè)東西是可以討論的，但是你總是喜歡釣魚(yú)似的一點(diǎn)點(diǎn)擠，這樣沒(méi)有意思。你陳述清楚你的思路，表述清楚你認(rèn)為的觀點(diǎn)，我再表達(dá)我的觀點(diǎn)，這樣才形成交流。不然，這樣一點(diǎn)點(diǎn)擠是很沒(méi)有意思的，我也不會(huì)有那個(gè)耐心。
回頭來(lái)說(shuō)疲勞。
無(wú)論你是應(yīng)用哪種已知的疲勞理論，疲勞學(xué)都是在研究一個(gè)在交變載荷下裂紋擴(kuò)張的技術(shù)。
我讓你檢查表面質(zhì)量，或者探傷內(nèi)部質(zhì)量，這是考察前期疲勞必須要做的步驟。當(dāng)然 ，我說(shuō)這些的時(shí)候，你連具體斷裂位置都沒(méi)說(shuō)。這不影響。前期疲勞的主因是任意既有裂紋或者缺陷都會(huì)在加載后形成嚴(yán)重的應(yīng)力集中，比你零件結(jié)構(gòu)上的集中要嚴(yán)重得多。在這種情況下，你加載交變載，該處應(yīng)力集中值一旦超過(guò)屈服值，裂紋就會(huì)擴(kuò)張，當(dāng)擴(kuò)張超過(guò)一個(gè)百分比后，就會(huì)發(fā)生斷裂。
而長(zhǎng)期疲勞不同，雖然現(xiàn)在有幾種說(shuō)法，但基本類似。一種是微裂紋說(shuō)。講述的是材料成型后必然存在的一種微小裂紋組織。這種裂紋會(huì)隨著交變載荷生長(zhǎng)，使得材料的屈服強(qiáng)度降低。當(dāng)屈服強(qiáng)度低于一定值以后，就會(huì)從你結(jié)構(gòu)上的高應(yīng)力點(diǎn)開(kāi)始斷裂。這個(gè)變化同材料松弛有點(diǎn)像。另一種是錯(cuò)位說(shuō)。講交變下，材料內(nèi)部的各原子鏈的斷裂和重組出現(xiàn)的錯(cuò)位斷裂。這些都沒(méi)問(wèn)題。
但是所有這些都講述一個(gè)情況，或者說(shuō)一個(gè)前提，只要是疲勞，就必須存在拉應(yīng)力。或者這么說(shuō)，沒(méi)有拉應(yīng)力，也就沒(méi)有疲勞。
& J- j( T! s! I& z  }( v然后，再說(shuō)滾壓圓角的影響。滾壓也好，熱處理也好，目的只有兩個(gè)。1，增大局部強(qiáng)度。2，形成局部預(yù)壓力，或者說(shuō)殘余壓應(yīng)力。對(duì)于后者，是針對(duì)某一特定方向拉應(yīng)力的有效辦法。只要針對(duì)的方向正確，可以這么說(shuō)，只要這個(gè)殘余壓應(yīng)力沒(méi)有被抵消掉，你的材料就不該被破壞。
- l& _+ {3 }) t. E: M' O8 t8 H接著，再說(shuō)所謂的微動(dòng)破壞。這個(gè)，你別管到底世界上哪家的理論更成熟，哪權(quán)威。微動(dòng)只是一個(gè)應(yīng)用學(xué)術(shù)延伸。微動(dòng)的本質(zhì)還是材料基本力學(xué)。前面的部分，我給你說(shuō)了，當(dāng)你把你的扭矩加載上之后，真正導(dǎo)致你材料破壞的就是扭矩（或者說(shuō)，齒輪或者其他扭矩傳遞方式中的切向力）。而你自己畫(huà)應(yīng)力元圖就明白，這切向力的本質(zhì)是臨位單元的拉應(yīng)力。只不過(guò)，相對(duì)拉應(yīng)力破壞來(lái)說(shuō)，表現(xiàn)的形式是切應(yīng)力破壞。那么所有問(wèn)題其實(shí)你不用搞那么復(fù)雜。什么微動(dòng)磨損，什么微動(dòng)疲勞。說(shuō)到底，最基礎(chǔ)的就是切應(yīng)力問(wèn)題。你明白這個(gè)，剩下的就是如何疊加應(yīng)力圖譜。當(dāng)然，微動(dòng)磨損同你的切向力只是存在一個(gè)聯(lián)系，直接產(chǎn)生微動(dòng)破壞的是你配合面的摩擦力。但是顯然，每一個(gè)微單元的摩擦力和最后一定等于切向力。所以，如果你一定要確定破壞位置，最終研究和確認(rèn)的就是分布不均的摩擦力的位置。
先說(shuō)這么多，你能理解，你就能以此判斷很多連帶問(wèn)題。你不能理解我也沒(méi)有辦法。

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閃耀 發(fā)表于 2014-7-12 18:58
/ F5 ~  n8 y' S. k$ Z% }啥叫應(yīng)力槽

一般是臺(tái)階軸連接加圓弧連接的槽子

張曉剛zxg

學(xué)習(xí)了