焊接應(yīng)力消除

642093071 · 發(fā)表于 2014-7-10 09:51:16

（疲勞破壞的本質(zhì)是拉應(yīng)力破壞，所以通過形成預(yù)壓應(yīng)力，增加壽命是一個方法。增加預(yù)壓，不代表說一定會從這個圓角處破壞，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)可哪個理論都沒有問題，關(guān)鍵是如何說清R200處的一點點壓應(yīng)力，是如何影響到過盈配合區(qū)30mm處的

642093071 · 發(fā)表于 2014-7-10 09:57:31

（關(guān)于第三條，首先，你明白過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，對配合面的影響也不同），過盈配合的壓應(yīng)力兩側(cè)高中間低指的是什么？

642093071 · 發(fā)表于 2014-7-10 10:32:57

（對于扭矩影響，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？

（純徑向力影響這里可以不討論，因為純徑向力的疲勞結(jié)果不應(yīng)該是環(huán)狀的），是說在傳動扭矩夠的情況下，其大小和裂紋沒有關(guān)系嗎？？。
（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。），這一點是公認(rèn)的。從統(tǒng)計看裂紋集中在某個區(qū)域，還是要先說明同等材質(zhì)的情況下，為什么該區(qū)域先產(chǎn)生裂紋。

642093071 · 發(fā)表于 2014-7-11 10:47:38

本帖最后由 642093071 于 2014-7-12 10:11 編輯

陳明先生，您好。濟南二機廠在大型機床的修復(fù)上有豐富的經(jīng)驗。不知下文所講的噴鉬效果真正如何。
zerowing大俠多次在夜間回復(fù)，非常辛苦。
機車車輛車軸的保護和修復(fù)
車軸是列車運行的關(guān)鍵部件，其與車輪、軸承和制動盤等零件均采用過盈配合連接。車軸在列車運行過程中承受著交變載荷和軸頸后部的對稱彎曲應(yīng)力，因此，在車軸與軸承過盈配合的軸頸表面上，或在與輪轂過盈配合的輪座表面上，或在與機車傳動齒輪過盈配合的齒輪嵌入部均可產(chǎn)生微動。該微動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。微動會降低過盈量和退輪力，還會在循環(huán)應(yīng)力作用下引起裂紋的擴展，導(dǎo)致車軸疲勞強度降低或早期斷裂。由此可見，車軸的微動損傷是危及行車安全的巨大隱患。
從國內(nèi)外經(jīng)驗來看，為防止車軸輪座處的微動損傷，在車軸的制造過程中，除采用合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計措施以外，在工藝上還采用了表面強化措施，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)過噴鉬處理后的車軸，一方面可以防止壓裝車輪時拉傷車軸配合表面；另一方面，可消除配合表面的微動損傷，提高車軸的疲勞強度。德國E120機車及ICE動力車車軸輪座處均采用了噴鉬處理。實踐證明噴鉬層具有良好的抗擦傷性能，能防止輪軸裝拆時拉傷車軸表面。
俄羅斯在噴涂修復(fù)車軸軸頸方面進行了大量的研究，并進行了生產(chǎn)性試驗。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。對于只進行滾壓而不噴涂的車軸而言，疲勞極限隨試驗次數(shù)增加而下降的情況非常明顯；而對噴涂試樣而言，在試驗次數(shù)增加至1000次循環(huán)時疲勞極限并不降低。此技術(shù)已經(jīng)在烏克蘭斯塔勒斯克車輛修理工廠進行了修復(fù)車輛車軸軸頸工藝的生產(chǎn)性試驗。部分貨車經(jīng)1O萬km運行表明，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)濟效益，據(jù)俄羅斯方面統(tǒng)計，車輛車軸2個軸頸的噴涂修復(fù)成本大約是新車軸成本的8％；機車車軸2個軸頸的噴涂修復(fù)成本大約是車軸制造成本的5％�？ḿ{什車輛修理工廠噴涂500根軸頸磨損的車軸，預(yù)計每根軸可獲得6O萬盧布(1995年價格)的收益。國內(nèi)方面，北京交通大學(xué)、戚墅堰機車車輛研究所在應(yīng)用熱噴涂修復(fù)車軸方面也開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軸表面，然后進行模擬車軸工況的微動損傷試驗。研究發(fā)現(xiàn)，涂層的層狀結(jié)構(gòu)有利于阻止微動作用下表面裂紋向縱深擴展形成疲勞裂紋，提高了車軸的抗微動疲勞能力和使用壽命。對比1.0mm和0.5mm厚度的涂層，在選定的試驗條件下，0.5mm厚的修復(fù)涂層具有較高的耐微動疲勞和磨損能力，能延長車軸使用壽命。

642093071 · 發(fā)表于 2014-7-12 07:01:53

本帖最后由 642093071 于 2014-7-12 10:14 編輯

（zerowing 我建議你先找找書，看看疲勞是怎么回事兒，再提問。你這樣問，我完全沒辦法答你），大俠看這裂紋是微動疲勞產(chǎn)生的吧？
微動疲勞
微動疲勞是指構(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)生小振幅相對滑動而導(dǎo)致構(gòu)件導(dǎo)致部件疲勞強度降低或早期斷裂的現(xiàn)象。
所謂微動就是名義上相對靜止的兩個固體,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)的相對滑動，相對滑動幅度在5～400μm。
微動現(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解，但是到目前為止，還沒有一個完滿的理論能解釋所觀察到的全部微動損傷現(xiàn)象和實驗結(jié)果。

微動按其損傷形式分為三類，微動磨損、微動腐蝕和微動疲勞，其中微動疲勞是最為常見也是危害最大的一種。交變載荷和微動能促使疲勞裂紋早期萌生和早期擴展，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失效，這一現(xiàn)象就被稱為材料的微動疲勞。微動疲勞損傷是各種壓配合或收縮配合構(gòu)件在交變應(yīng)力或振動作用下的主要破壞形式，且在實際工作的條件下幾乎不能避免。

642093071 · 發(fā)表于 2014-7-12 10:10:36

大俠，對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).
資料中還有如下說明：TGV、ICE的輪座與軸身的過渡圓弧半徑較小，輪座與軸身的直徑比較大，過渡圓弧處應(yīng)力集中大。危險斷面在過渡圓弧區(qū)；新干線是小直徑比，大過渡圓弧。危險斷面在輪座過盈配合區(qū)域。對輪座區(qū)域進行高頻淬火，引入較高的表面殘余壓應(yīng)力，提高輪座區(qū)域耐微動損傷的疲勞強度。
大俠看到這個圖，就斷定該圖不合理。不知是指的什么，一直沒有見到大俠的詳細(xì)說明。
現(xiàn)在使用中的軸過渡區(qū)的直徑比為1.125；對軸裂紋區(qū)域原設(shè)計也進行過直徑加大處理，過渡區(qū)的直徑比達到了1.15（圓弧過渡區(qū)采用了兩段圓弧過渡1.122*1.025=1.15）。加大處理后的軸裂紋區(qū)域也在過盈配合區(qū)域以內(nèi)。

閃耀 · 發(fā)表于 2014-7-12 18:58:41

zerowing 發(fā)表于 2014-7-5 11:56
+ @5 P& ]3 C2 ^6 @! i5 N個人建議你焊接后增加一個應(yīng)力槽。

啥叫應(yīng)力槽

zerowing · 發(fā)表于 2014-7-13 03:23:12

642093071 發(fā)表于 2014-7-12 07:01
2 H1 B3 q! n( |7 i（zerowing 我建議你先找找書，看看疲勞是怎么回事兒，再提問。你這樣問，我完全沒辦法答你），大俠看這裂 ...

呵呵，你找了很多資料，但是俺說一句，這些說了很多的東西，都不是我讓你看的疲勞的原理。
我很久不回復(fù)你，是因為明明一個東西是可以討論的，但是你總是喜歡釣魚似的一點點擠，這樣沒有意思。你陳述清楚你的思路，表述清楚你認(rèn)為的觀點，我再表達我的觀點，這樣才形成交流。不然，這樣一點點擠是很沒有意思的，我也不會有那個耐心。
回頭來說疲勞。
無論你是應(yīng)用哪種已知的疲勞理論，疲勞學(xué)都是在研究一個在交變載荷下裂紋擴張的技術(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，我說這些的時候，你連具體斷裂位置都沒說。這不影響。前期疲勞的主因是任意既有裂紋或者缺陷都會在加載后形成嚴(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)力集中值一旦超過屈服值，裂紋就會擴張，當(dāng)擴張超過一個百分比后，就會發(fā)生斷裂。
而長期疲勞不同，雖然現(xiàn)在有幾種說法，但基本類似。一種是微裂紋說。講述的是材料成型后必然存在的一種微小裂紋組織。這種裂紋會隨著交變載荷生長，使得材料的屈服強度降低。當(dāng)屈服強度低于一定值以后，就會從你結(jié)構(gòu)上的高應(yīng)力點開始斷裂。這個變化同材料松弛有點像。另一種是錯位說。講交變下，材料內(nèi)部的各原子鏈的斷裂和重組出現(xiàn)的錯位斷裂。這些都沒問題。
但是所有這些都講述一個情況，或者說一個前提，只要是疲勞，就必須存在拉應(yīng)力�；蛘哌@么說，沒有拉應(yīng)力，也就沒有疲勞。
然后，再說滾壓圓角的影響。滾壓也好，熱處理也好，目的只有兩個。1，增大局部強度。2，形成局部預(yù)壓力，或者說殘余壓應(yīng)力。對于后者，是針對某一特定方向拉應(yīng)力的有效辦法。只要針對的方向正確，可以這么說，只要這個殘余壓應(yīng)力沒有被抵消掉，你的材料就不該被破壞。
接著，再說所謂的微動破壞。這個，你別管到底世界上哪家的理論更成熟，哪權(quán)威。微動只是一個應(yīng)用學(xué)術(shù)延伸。微動的本質(zhì)還是材料基本力學(xué)。前面的部分，我給你說了，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，齒輪或者其他扭矩傳遞方式中的切向力）。而你自己畫應(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，相對拉應(yīng)力破壞來說，表現(xiàn)的形式是切應(yīng)力破壞。那么所有問題其實你不用搞那么復(fù)雜。什么微動磨損，什么微動疲勞。說到底，最基礎(chǔ)的就是切應(yīng)力問題。你明白這個，剩下的就是如何疊加應(yīng)力圖譜。當(dāng)然，微動磨損同你的切向力只是存在一個聯(lián)系，直接產(chǎn)生微動破壞的是你配合面的摩擦力。但是顯然，每一個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。
先說這么多，你能理解，你就能以此判斷很多連帶問題。你不能理解我也沒有辦法。

642093071 · 發(fā)表于 2014-7-13 18:35:23

閃耀發(fā)表于 2014-7-12 18:58 + \. o6 Y" ]- f( V0 T e# L
啥叫應(yīng)力槽

一般是臺階軸連接加圓弧連接的槽子

張曉剛zxg · 發(fā)表于 2014-11-14 10:36:43

學(xué)習(xí)了

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