消除应力研究

消除应力研究　　
“机械”有关的企业都可能用到它。 　　任何一个生产出的工件都会产生应力，这种力量来源于工件本身，比如铁件放置时间久了会产生弯曲变形，这就是应力对工件产生的变化。工件一旦发生变形就会对使用精度造成影响，必须通过消除应力来解决这一问题，尤其是那些必须经过长途运输以及在军工、航天领域使用的工件。 　　纵观全球相关领域，消除应力的方法大约有四种。 　　其一就是自然时效，通过自然放置消除应力，这种方法耗时过长，难以适应现代科技及生产需要； 　　其二是最传统、也是目前最普及的方法——热时效法，把工件放进热时效炉中进行热处理，慢慢消除应力。这种方法的缺点也非常显著，比如卫星制造厂对温度控制要求非常严格的铝合金工件以及长达十米或者更大的巨型工件都无法用这种方法处理。而且这种方法还带来了大量的污染和能源消耗，随着中国及世界范围内对环保的进一步要求，热时效炉的处理方式马上面临全面退出的境地。 　　第三种方法——利用亚共振来消除应力，这种方法虽然解决了热时效的环保问题，但是使用起来相当烦琐，要针对不同形状的工件编制不同的时效工艺，如果有几百上千种工件就要编几百上千种工艺，而且在生产时操作相当复杂，需要操作者确定处理参数，复杂工件必须是熟练的专业技术人员才能操作。更令人遗憾的是这种方法只能消除23%的工件应力，无法达到处理所有工件的目的。 　　目前可知的第四种方法就是振动消除应力系统，，通过机械组装使之形成了一整套消除应力设备，它可以使工件在短时间内达到消除应力的作用，覆盖所有需要消除应力的工件。用频谱分析优选五个频率以多振型的处理方法达到消除工件应力的目的，所有形状大小的工件都可以使用这种设备完成，将激振器夹在工件上进行振动就可以达到消除应力的效果。相比其他方法，。举例来说，15吨左右的热时效炉，燃料多数使用电或天然气，每天开炉一次，时效成本在3000元以上，以每年使用300天计算，仅电或天然气费用每年为90万元。因为城市环保问题日益严重，热时效炉均远离城区，还要计算运输成本和时间成本。

应力相关知识

应力定义

　　“单位面积上所承受的附加内力”。公式记为 其中，σ表示应力；ΔFj 表示在j 方向的施力；ΔAi 表示在i 方向的受力面积。 因为面积与力都是矢量，如果受力面积与施力同方向则称正应力，如图1所示的σx 与σy；如果受力面积与施力方向互相正交则称剪应力(shear stress)，如图所示的τxy 与τyx。

线应变

　　在直角坐标中所取单元体为正六面体时，三条相互垂直的棱边的长度在变形前后的改变量与原长之比，定义为线应变，用ε表示。一点在x、y、z方向的线应变分别为εx、εy、εz。线应变以伸长为正，缩短为负。

切应变

　　单元体的两条相互垂直的棱边，在变形后的直角改变量，定义为角应变或切应变，用γ表示。一点在x-y方向、y-z方向z-x方向的切应变，分加别为γxy、γyz、γzx。切应变以直角减少为正，反之为负。

应力分类

　　正向应力与剪应力

测量工具

　　应力仪是来测定透明物体由于内应力而产生的双折射现象的仪器。这种双折射（应力）的来源，是由于均匀的冷却或外界机械作用等原因引起的。