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残余应力的概念与残余应力的产生目录弓I言 (1)1.应力•内应力•残余应力 (1)2.残余应力的产生 (2)2. 1.不均匀的机械变形引起的残余应力 (3)2. 2.不均匀的温度变化引起的残余应力 (4)2. 3.不均匀的相变引起的残余应力 (5)2. 4.实例分析1——焊接残余应力的产生 (6)2. 5.实例分析2一—磨削残余应力的产生 (8)引言在涉及金属材料的制造业，“残余应力”这个词的使用频率越来越高了。
我还听到许多齿轮、弹簧行业的朋友直接说“残余压应力”。
那么到底什么是残余应力，残余应力是怎样产生的，残余应力起什么作用呢?还有如何测试残余应力? 如何调整残余应力?笔者依据自己的积累，就残余应力问题作一个漫谈，希望不浪费大家的宝贝光阴。
1.应力•内应力•残余应力一个物体受到外力P的作用时，它内部任意截面单位面积的力就叫做应力。
（如图1所示）可以把它理解为对外力的回应，所以叫做应力。
有时候这个截面不一定垂直于外力P,如左图所示，所以截面上的应力会有垂直于这面的和平行于这个面的两种，前者叫正应力。
（这里正字不是分别表示拉应力和压应力的正负的正，而是正对着平面的正），后者叫剪切应力T。
如果去除外力P之后，这个截面仍然存在着应力，那就是内应力了。
不过，须注意这时的内应力不会和外力作用下的应力相同。
按照我国工程技术界普遍接受的德国学者马赫劳赫1973年的观点，内应力依据其作用范围的大小分为三类(如如图2所示)，其中第一类内应力在材料的较大区域(很多晶粒范围)几乎是均匀的，它在贯穿整个物体的各个截面上维持平衡。
这种第一类内应力在工程上就叫做残余应力。
给残余应力下个定义吧！欧盟的X射线残余应力测定方法标准(EN 15305: 2008)关于残余应力的表述是:存在于不受外力作用或约束的物体内部自身平衡的应力。
我国修订GB7704《X射线应力测定方法》时给出的定义:在没有外力或外力矩作用的条件下构件或材料内部存在并自身平衡的宏观应力。
残余应力表面张力-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述:本文将详细探讨残余应力和表面张力这两个与材料性质和力学行为相关的重要概念。
残余应力是指在材料内部存在的一种应力状态，表征了物体负荷之后在去除载荷后剩余的应力。
而表面张力是液体表面处存在的一种特殊力，使得液体表面呈现出收缩的趋势，使液体分子聚集在一起形成液体的表面膜。
在本文中，我们将首先对残余应力进行详细的介绍。
残余应力可能源自材料制备过程中的热应力、冷却应力、加工应力等，它们会对材料的性能和稳定性产生重要影响。
我们将着重讨论残余应力的产生机制和对材料性能的影响，同时还会介绍一些常见的残余应力检测方法。
其次，我们将探讨表面张力的概念和作用。
表面张力是液体分子间相互作用力的结果，是造成液体表面紧缩的力。
我们将详细讨论表面张力的产生原理、表征方法以及在液体行为中的重要作用，如液体的凝聚现象、液体的形状和液滴的稳定性等。
最后，我们将探讨残余应力与表面张力之间的关系。
尽管它们是两个不同的概念，但从分子层面来看，它们都涉及到材料内部或表面分子间相互作用力的存在。
我们将探讨如何通过调控残余应力来影响表面张力，并且通过实例分析展示二者之间的关系。
通过对残余应力和表面张力的深入研究，我们可以更好地理解不同材料的行为和性能，从而指导材料的制备和应用。
同时，对于了解材料的疲劳性能、形变行为以及液体的稳定性等方面也具有重要意义。
因此，对于残余应力和表面张力的研究具有重要的理论和实践意义。
通过本文的研究，我们希望能够揭示残余应力和表面张力之间的关系，并为相关领域的研究和应用提供有益的启示。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以写成如下形式:1.2 文章结构本篇长文主要分为三个部分：引言、正文和结论。
每个部分都有相应的小节，具体的内容安排如下：引言部分将对本文的主题进行概述，说明残余应力和表面张力的概念以及它们在材料科学中的重要性。
同时，引言部分将介绍本文的目的，即通过对残余应力与表面张力关系的探讨，揭示它们对材料性能的影响，并为相关研究提供启示。
残余应力基础知识一、基本概念1.1应力残余应力是在无外力的作用时，以平衡状态存在于物体内部的应力。
在外力的作用下，当没有通过物体表面向物体内部传递应力时，在物体内部保持平衡的应力系称为固有应力或初始应力。
热应力(Thermal stress)和残余应力(Residual stress)是固有应力的一种。
而固有应力也被一些研究者称为内应力。
通常说来，物体的内力是指物体内部质点之间的相互作用力，在物体没有受到外力作用时它就存在着的。
就是是这种内力，使物体各个部分紧密相连，并保持一定的几何形状。
通常我们关心的不是内力的大小，而是构件中所承受内力最严重的所谓“危险点”。
为了描述截面上各点承受内力的程度，以及内力在截面上的分布状况，引入内力集度(即应力)的概念。
如图2.1所示，设在受力物体内某一截面m-m 上任取一点K ，围绕K 点取为面积∆A,若在∆A 上作用的内力为∆P ，则在∆A 上的内力平均集度为:m P P ∆=∆A（1）图2.1应力概念示意图P m 称为作用在∆A 上的平均全应力。
如果所取微面积∆A 越小，则P m 就越能准确表示K 点所受内力的密集程度。
当∆A 趋于0时，其极限值定义为K 点的全应力（Total stress ），即 lim 0P dP p dA A ∆==∆A∆→ （2） 全应力p 是一个矢量。
为了研究问题的方便，常把全应力p 分解为垂直于截面m-m 的分量σ和相切于截面m-m 的分量τ。
σ称为法向应力或正应力，τ称为切向应力或剪应力。
[2]1.2内应力概念、原理由于物体是由无数质点组成的，因此，在未受外力作用时，内部各质点间就已存在着相互作用的力，它使各质点处于相对平衡状态，从而物体才能保持一定的形状，这种力称为物体的固有内力，即自然状态粒子结合力。
固有应力也被一些研究者成为内应力（Internal stress）。
内应力是指产生应力的各种因素不复存在时（如外力已去除、加工已完成、温度已均匀、相变已停止等），由于不均匀的塑性变形或相变而使材料内部依然存在并自身保持平衡的应力。
电镀的残余应力-概述说明以及解释1.引言1.1 概述电镀是一种常见的表面处理工艺，通过将金属物品浸入含有金属离子的溶液中，利用电流将金属沉积在物品表面，形成一层均匀的金属覆盖层。
这种覆盖层可以提高物品的耐腐蚀性能、增强外观装饰、改善导电性能等。
然而，电镀过程中可能会引入残余应力，这种应力在一定程度上会影响物品的性能和稳定性。
本文将探讨电镀过程中产生的残余应力问题，分析其产生的原因和影响因素，同时提出应对电镀残余应力的方法和建议。
通过深入研究和讨论，对电镀残余应力进行全面的了解，有助于提高电镀工艺的稳定性和效率，推动相关行业的发展和进步。
1.2 文章结构文章结构部分的内容如下：文章结构部分旨在介绍本文的组织结构，为读者提供对整篇文章内容的整体把握。
本文主要包括引言、正文和结论三部分。
1. 引言部分包括概述、文章结构和目的三个小节。
在概述部分，将介绍电镀的基本概念和研究背景；文章结构部分将介绍本文的组织结构；目的部分将明确本文的研究目标。
2. 正文部分包括电镀的原理、残余应力的概念和影响残余应力的因素三个小节。
将详细介绍电镀的工作原理，残余应力的概念以及影响残余应力的因素。
3. 结论部分包括总结电镀残余应力的重要性、应对电镀残余应力的方法和展望未来研究方向三个小节。
将总结本文的研究成果和对电镀残余应力的重要性进行归纳，提出应对电镀残余应力的方法，并展望未来研究的方向。
通过以上结构的安排，读者可以清晰地了解本文的内容和组织，方便其在阅读过程中更好地理解和把握文章的主要观点和结论。
1.3 目的文章的目的是探讨电镀过程中产生的残余应力对零件性能和质量的影响，以及如何有效应对这种残余应力。
通过深入分析电镀残余应力的形成机制、影响因素和表现形式，可以更好地理解电镀工艺中的问题，并提出相关的解决方法。
此外，通过对电镀残余应力的研究，可以为未来的电镀工艺改进和优化提供参考，推动该领域的发展。
因此，本文旨在从理论和实践的角度探讨电镀残余应力的问题，为相关研究和应用提供有益的参考和指导。
残余应力名词解释
残余应力是指材料或构件在经历过一定载荷或变形后，释放一些
内部应力，这些应力在外力消失后仍然存在的现象。
下面，我们分步骤来解释残余应力：
一、起因：当材料或构件受到某种外力作用时，其内部会发生应
力变化，如受拉应力部分会发生伸长，受压应力部分会发生压缩。
一
旦外力消失，部分内部应力会被释放，但仍有部分内部应力保留。
二、判断：确定一个材料或构件中残余应力的存在需要进行一些
测试。
目前，常见的测试方法可以分为：非破坏性测试和破坏性测试。
常见的非破坏性测试包括X射线应力分析、电磁超声波探伤等。
破坏
性测试从名称上看就能看出，在此过程中要摧毁测试对象，比如说拉
伸实验、压缩实验等。
三、影响：残余应力具有很强的影响作用，特别是对于材料和构
件的工作性能和寿命等而言。
一方面，残余应力使得材料和构件具有
更高的硬度、韧性和强度等。
另一方面，如果残余应力过大，就会导
致材料或构件出现微观损伤，使其易于开裂或变形。
四、利用：针对残余应力的存在，在一些领域中被广泛地利用。
例如，压制时对部分材料或构件施加压力，以增强其强度；在工艺加
工前对材料或构件进行应力调整，以降低其在使用过程中的变形；还
有在生产过程中采用残余应力检测技术，以确保产品的工作性能和寿
命等。
总之，残余应力是一种非常重要的现象，在很多材料和构件的设计、制造和使用过程中会涉及到，因此需要我们深入地了解这一现象
的相关知识，以便更好地应对残余应力造成的影响。
残余应力（Residual Stress）消除外力或不均匀的温度场等作用后仍留在物体内的自相平衡的内应力。
机械加工和强化工艺都能引起残余应力。
如冷拉、弯曲、切削加工、滚压、喷丸、铸造、锻压、焊接和金属热处理等，因不均匀塑性变形或相变都可能引起残余应力。
残余应力一般是有害的，如零件在不适当的热处理、焊接或切削加工后，残余应力会引起零件发生翘曲或扭曲变形，甚至开裂。
或经淬火、磨削后表面会出现裂纹。
残余应力的存在有时不会立即表现为缺陷，而当零件在工作中因工作应力与残余应力的叠加，使总应力超过强度极限时，便出现裂纹和断裂。
零件的残余应力大部分都可通过适当的热处理消除。
残余应力有时也有有益的方而，它可以被控制用来提高零件的疲劳强度和耐磨性能。
[1]工件在制造过程中，将受到来自各种工艺等因素的作用与影响；当这些因素消失之后，若构件所受到的上述作用与影响不能随之而完全消失，仍有部分作用与影响残留在构件内，则这种残留的作用与影响。
也称残余应力。
残余应力是当物体没有外部因素作用时，在物体内部保持平衡而存在的应力。
凡是没有外部作用，物体内部保持自相平衡的应力，称为物体的固有应力，或称为初应力，亦称为内应力。
测试仪器编辑残余应力分析仪其原理是基于著名的布拉格方程2dsinθ=nλ ：即一定波长的X射线照射到晶体材料上，相邻两个原子面衍射时的X射线光程差正好是波长的整数倍。
通过测量衍射角变化Δθ从而得到晶格间距变化Δd，根据胡克定律和弹性力学原理，计算出材料的残余应力。
应力方程根据弹性力学理论, 在宏观各向同性晶体材料上角度φ和ψ（见图1）方向的应变可以用如下方程表述：（图1）正应力和剪切应力应力分量σφ和τφ为方向Sφ上正应力和剪切应力：含剪切应力的应力方程和曲线如果在垂直于试样表面上的平面上有剪应力存在（τ13≠0和/或τ23≠0），则εφψ与sin2ψ的函数关系是一个椭圆曲线，在ψ> 0和ψ<0是图形显示为“ψ分叉”（见图3）。
残余应力的概念残余应力是指材料在加工、热处理或使用过程中，由于内部应力分布不均匀而形成的一种应力状态。
这种应力状态不会随着外力的消失而完全消失，而是留下一定的应力残留在材料中。
残余应力的存在会对材料的性能和寿命产生重要影响。
一、残余应力的形成原因1. 加工应力：在材料加工过程中，由于切削、锻造、轧制等加工方法的不同，会在材料内部产生不同方向的应力。
这些应力在加工后不会完全消失，留下一定的残余应力。
2. 热处理应力：在材料热处理过程中，由于温度变化和组织结构的变化，会形成内部应力。
这些应力也不会完全消失，留下一定的残余应力。
3. 使用应力：在材料使用过程中，由于受到外部载荷的作用，会产生内部应力。
这些应力也不会完全消失，留下一定的残余应力。
二、残余应力的影响1. 影响材料的强度和韧性：残余应力会使材料的强度和韧性发生变化，使其抗拉、抗压、抗弯等性能发生变化。
2. 影响材料的疲劳寿命：残余应力会影响材料的疲劳寿命，使其在受到疲劳载荷时更容易发生疲劳裂纹。
3. 影响材料的变形和稳定性：残余应力会影响材料的变形和稳定性，使其在受到外部载荷时更容易发生塑性变形和变形失稳。
4. 影响材料的耐腐蚀性能：残余应力会影响材料的耐腐蚀性能，使其更容易受到腐蚀和损伤。
三、残余应力的测量方法1. X射线衍射法：利用X射线的衍射现象，测量材料内部的晶格应变，从而得到残余应力的大小和方向。
2. 中子衍射法：利用中子的衍射现象，测量材料内部的晶格应变，从而得到残余应力的大小和方向。
3. 光学法：利用光学原理，测量材料内部的应变，从而得到残余应力的大小和方向。
4. 拉伸法：利用拉伸试验机，测量材料在不同拉伸程度下的应力和应变，从而得到残余应力的大小和方向。
总之，残余应力是材料内部的一种应力状态，对材料的性能和寿命产生重要影响。
通过合适的测量方法，可以准确地测量残余应力的大小和方向，为材料的应用提供科学依据。
残余应力是衡量零件质量的重要指标之一，也是学习的一个难点。
用能量作功的方法可以加深对残余应力的认识：外力使零件变形，其中引起塑性变形的外力作的功以零件内部材料变形而存贮在零件内。
当外力消除以后，应力不均匀的能量要施放出来，引起了零件缓慢地变形，即残余应力作功，使原有加工精度逐渐丧失，直到能量全部施放出来为止，变形结束。
尤其在仪器生产中，残余应力可能使整台仪器丧失精度而成为废品。
应当了解残余应力的“缓释”特点，熟悉残余应力产生原因，掌握减小和消除残余应力的技术手段。
残余应力的产生在机械制造中，各种工艺过程往往都会产生残余应力。
但是，如果从本质上讲，产生残余应力的原因可以归结为：1.不均匀的塑性变形；（塑2.不均匀的温度变化；3.不均匀的相变。
（从热力学平衡的观点看，将物体冷却(或者加热)到相转变温度，则会发生相转变而形成新相，）残余应力的作用机械零部件和大型机械构件中的残余应力对其疲劳强度、抗应力腐蚀能力、尺寸稳定性和使用寿命有着十分重要的影响。
(shenmi 收集)适当的、分布合理的残余压应力可能成为提高疲劳强度、提高抗应力腐蚀能力，从而延长零件和构件使用寿命的因素；而不适当的残余应力则会降低疲劳强度，产生应力腐蚀，失却尺寸精度，甚至导致变形、开裂等早期失效事故。
残余应力的调整针对工件的具体服役条件，采取一定的工艺措施，消除或降低对其使用性能不利的残余拉应力，有时还可以引入有益的残余压应力分布，这就是残余应力的调整问题。
通常调整残余应力的方法有：1.加热，即回火处理,利用残余应力的热松弛效应消除或降低残余应力。
2.施加静载，使工件产生整体或局部、甚至微区的塑性变形，也可以调整工件的残余应力。
例如大型压力容器，在焊接之后，在其内部加压，即所谓的“胀形”，使焊接接头发生微量塑性变形，以减小焊接残余应力。
3.振动时效，英文叫做Vibration Stress Relief,简称VSR 。
在国际上，工业发达国家起始于上世纪50年代，我国从70年代研究和推广。
