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应力松弛概念

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应力松弛

stress relaxation

金属在恒定高温的承载状态下,总应变(弹性应变加塑性应变)保持不变,而应力随时间的延长逐渐降低的现象,简称松弛。松弛和蠕变是一个问题的两个方面。材料在恒定高温下工作,当保持应力恒定就产生蠕变,而当保持总应变恒定就产生松弛。由lg-t为坐标作出的曲线叫应力松弛曲线(见图)。曲线的第Ⅰ阶段应力随时间急剧降低;第Ⅱ阶段应力下降逐渐缓慢并趋向稳定。第Ⅱ阶段,与t呈线性关系。图中0为试样的初始应力,ó为第Ⅱ阶段假定初始应力,α 为第Ⅱ阶段松弛曲线与横坐标的夹角。通常

分别表示材料的晶间和晶内松弛稳定性。它们的数值越大,材料的抗松弛性能越好。

法兰上使用的螺栓是应力松弛的典型例子。在拧紧螺母时,依靠螺栓弹性应变产生的拉力达到紧固。在使用过程中螺栓的弹性应变有一部分转变为塑性应变,因而拉力下降,这时螺栓的总应变并未改变。金属材料在常温下虽也有应力松弛现象,但进展得很缓慢,可以忽略不计。在高温下,应力松弛变得很显著,在机械设计中必须予以重视。

应力松弛

stress relaxation

粘弹性材料在总应变不变的条件下,由于试样内部的粘性应变(或粘塑性应变)分量随时间不断增长,使回弹应变分量随时间逐渐降低,从而导致变形恢复力(回弹应力)随时间逐渐降低的现象。测定应力松弛曲线是测定松弛模量的实验基础。高温下的紧固零件,其内部的弹性预紧应力随时间衰减,会造成密封泄漏或松脱事故。松弛过程也会引起超静定结构(见结构力学)中内力随时间重新分布。用振动法消除残余应力就是设法加速松弛过程,以便消除材料微结构变形

不协调引起的内应力。使流动的粘弹性流体速度梯度减小或突然降为零,流体中的应力逐渐降低或消失的过程也称为应力松弛。

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补充

应力松弛

stress relaxation

粘弹性材料在总应变不变的条件下,由于试样内部的粘性应变(或粘塑性应变)分量随时间不断增长,使回弹应变分量随时间逐渐降低,从而导致变形恢复力(回弹应力)随时间逐渐降低的现象。测定应力松弛曲线是测定松弛模量的实验基础。高温下的紧固零件,其内部的弹性预紧应力随时间衰减,会造成密封泄漏或松脱事故。松弛过程也会引起超静定结构(见结构力学)中内力随时间重新分布。用振动法消除残余应力就是设法加速松弛过程,以便消除材料微结构变形不协调引起的内应力。使流动的粘弹性流体速度梯度减小或突然降为零,流体中的应力逐渐降低或消失的过程也称为应力松弛。


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