宏观残余应力产生的原因

宏观残余应力的产生原因，大致有如下三种情况。  

（一）不均匀塑性变形产生的残余应力  

这是构件在加工过程中最常出现的残余应力。当施加外载时，若构件的一部分区域发生不均匀塑性变形，则在卸载后，该部分就产生残余应力；同时，由于残余应力必需在整个构件内达到自相平衡，致使构件中不发生塑性变形的哪一部分区域也产生残余应力。

(二）热影响产生的残余应力  

构件在热加工过程中常出现这种残余应力,这种残余应力是由于构件在热加工中的不构匀塑性变形与不均匀的体积变化而产生的。  

1、 热的作用产生的不均匀塑性变形  

当构件在加热、冷却过程中由于高温下材料的屈服强度较低，在热的作用下，易于产生里性变形。并且由于构件的几何形状复杂等等因素,在加热、冷却过程中构件各部分的热传导状态不同，构件的温度场不均匀，致使构件内各部分的弹性模量、热膨胀系数等等各不相同，从构件内部所产生的塑性变形也是不均匀的。  

2、 相变或沉淀析出引起的体积变化  

冷却时，构件各部分的瞬时冷却程度不均匀，冷却速度也不同，因而各部分的瞬时相婚度不均匀,即有的部位相变已完全结束，而有的部位相变尚未开始，从而引起构件各部分的积变化不均匀。  

上述由于热的作用而引起的不均匀的塑性变形与由于相变作用而引起的体积变化所的应力，分别称为热应力与相变应力。例如钢材淬火，一方面由于钢件内各部分不均匀膨影产生热应力，当平衡温度消除热应力之后，钢件内因残留永久不均匀的塑性变形与体积变形而产生残余应力。另一方面还伴有相变应力作用的情况，随着相变而引起的相变区域的体积变  化，往往比热应力引起的体积变化为大，由于此一不均匀体积变形也将产生残余应力。  钢材淬火残余应力是由热应力与相变应力的作用而产生的，当前者的作用大于后者时，则产生的残余应力是按“热应力型”分布的，否则是按“相变应力型”（或称“组织应力型”)分布的。 

 (三）化学变化产生的残余应力  

这种残余应力是由于从构件表面向内部扩展的化学或物理的变化而产生的。金属材料的化学热处理、电镀、喷涂等等加工均属此例。

本文关键词： 残余应力 残余应力产生 残余应力消除