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熱應(yīng)力的形成過程

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2013-12-04  來源:實驗室資訊網(wǎng)
核心提示:熱應(yīng)力的形成過程可分為下列三個階段 第一階段(0至1):此時Ⅰ、Ⅱ的溫度(tⅠ和tⅡ均大于tk,兩桿處于塑性狀態(tài)。如兩桿能夠自由收縮

熱應(yīng)力的形成過程可分為下列三個階段

    第一階段(τ0至τ1):此時Ⅰ、Ⅱ的溫度(tⅠ和tⅡ均大于tk,兩桿處于塑性狀態(tài)。如兩桿能夠自由收縮,則桿Ⅰ長度為l0+d1a1,桿Ⅱ長度為l0+d1b0。但實際上兩桿相連,彼此制約,實際長度為l0+d1c1。這樣,桿Ⅰ被塑性地壓縮a1c1,而桿Ⅱ被塑性地拉伸c1b1).兩桿產(chǎn)生塑性變形后,鑄件中不形成殘余應(yīng)力。

    第二階段(τ1至τ2):此時桿Ⅱ的溫度已降至tk以下,轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥誀顟B(tài);而桿Ⅰ仍處于塑性狀態(tài)。由于彈性桿的變形比塑性桿困難得多,所以整個鑄件的收縮由變形較困難的桿Ⅱ所決定,即C1C2應(yīng)平行于b1b2.桿Ⅱ不再增加新的變形(b2c2=b1c1),而桿Ⅰ繼續(xù)發(fā)生塑性變形在τ2時兩桿應(yīng)具有同一長度l0+d2c2.由于桿Ⅰ仍處于塑性狀態(tài),所以鑄件中仍不形成殘余應(yīng)力。

    第三階段(τ2至τ3):此時桿Ⅰ、Ⅱ桿均冷卻到臨時溫度tk以下,處于彈性狀態(tài)。τ2時兩桿長度相同但溫度不同,桿Ⅰ的溫度tI高于桿Ⅱ的溫度tⅡ。如果兩桿各自能夠自由收縮,則桿Ⅰ長度應(yīng)沿c2a3變化(c2a3||a2c3);桿Ⅱ的長度沿c2b3的變化(c2b3||b2c3),但由于兩桿聯(lián)在一起,只能具有統(tǒng)一長度,即桿長沿著c2c3變化到c3。因此,τ3時桿Ⅰ被彈性拉長了ξⅠ=a3c3,桿Ⅱ被彈性壓縮了ξⅡ=b3c3。由于這個階段兩桿均處于彈性階段,所以桿Ⅰ內(nèi)有拉應(yīng)力,桿Ⅱ內(nèi)有壓應(yīng)力,冷卻至常溫時殘留于鑄件中稱為殘余應(yīng)力。

編輯:songjiajie2010

 
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