焊接應力消除

642093071

（疲勞破壞的本質是拉應力破壞，所以通過形成預壓應力，增加壽命是一個方法。增加預壓，不代表說一定會從這個圓角處破壞，但預壓的效果依舊存在。  0疲勞損壞的本質是拉應力破壞還是切應力破壞，不同的力學大師有各自的理論。大俠認可哪個理論都沒有問題，關鍵是如何說清R200處的一點點壓應力，是如何影響到過盈配合區30mm處的

642093071

（關于第三條，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，根據載荷形式不同，對配合面的影響也不同），過盈配合的壓應力兩側高中間低指的是什么？

642093071

（對于扭矩影響，其結果是不同位置的摩擦力不同，換句話就是配合處的切應力不同。說白了，就是切應力最高的地方就是最后出現裂紋的地方。這個你可以有限元模擬，可以手算。特別是當你的扭矩位置偏置的時候，結果不同） ，這里關鍵是如何建立應力與壽命的關系？
* s+ B6 L/ O5 A- r# x, W
! |  [- D* N% Y4 ~+ h（純徑向力影響這里可以不討論，因為純徑向力的疲勞結果不應該是環狀的），是說在傳動扭矩夠的情況下，其大小和裂紋沒有關系嗎？？。
（表面質量如果本身有殘缺，也可能優先從殘缺位置出現裂紋。），這一點是公認的。從統計看裂紋集中在某個區域，還是要先說明同等材質的情況下，為什么該區域先產生裂紋。

642093071

! O$ ~+ d, Z2 C# a- P/ m0 n
! r3 {. `5 j1 q; r1 B陳明先生，您好。濟南二機廠在大型機床的修復上有豐富的經驗。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，非常辛苦。
機車車輛車軸的保護和修復
/ L; }) g1 g2 i, N* Y; ~4 }    車軸是列車運行的關鍵部件，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生微動。該微動所造成的表面損傷包括：產生氧化磨屑；表面形貌變化；表面、亞表面塑性變形或出現微觀裂紋。微動會降低過盈量和退輪力，還會在循環應力作用下引起裂紋的擴展，導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。
    從國內外經驗來看，為防止車軸輪座處的微動損傷，在車軸的制造過程中，除采用合理的結構設計措施以外，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合的特殊覆蓋層—鉬和氧化鉬。經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。
    俄羅斯在噴涂修復車軸軸頸方面進行了大量的研究，并進行了生產性試驗。研究發現電弧噴涂0.15～0.2Omm厚度鉬噴涂層可提高預磨試樣疲勞極限的4O％，而經滾壓的試樣提高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，在試驗次數增加至1000次循環時疲勞極限并不降低。此技術已經在烏克蘭斯塔勒斯克車輛修理工廠進行了修復車輛車軸軸頸工藝的生產性試驗。部分貨車經1O萬km運行表明，涂層狀態是令人滿意的。
    利用金屬噴涂的方法治理車軸軸頸可以獲得很高的經濟效益，據俄羅斯方面統計，車輛車軸2個軸頸的噴涂修復成本大約是新車軸成本的8％；機車車軸2個軸頸的噴涂修復成本大約是車軸制造成本的5％。卡納什車輛修理工廠噴涂500根軸頸磨損的車軸，預計每根軸可獲得6O萬盧布(1995年價格)的收益。國內方面，北京交通大學、戚墅堰機車車輛研究所在應用熱噴涂修復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。研究發現，涂層的層狀結構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。
/ e2 i0 V) b: F
. g1 t. c( {2 d, j' }

642093071

- [. k' C8 p3 K0 g+ U8 h# H5 N
（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生的吧？
微動疲勞
微動疲勞是指構件在循環載荷的作用下，由于表面某一部位與其它接觸表面產生小振幅相對滑動而導致構件導致部件疲勞強度降低或早期斷裂的現象。
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生往復的相對滑動，相對滑動幅度在5～400μm。
微動現象早在1911年就被發現，學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象和實驗結果。
- m, y% R: j0 G' c$ L   
8 G7 x8 R) @9 ^  S. v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，最后導致構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件在交變應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

大俠，對14樓的圖，在資料中有這樣些數據: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).
- ]. A  r8 I  M; g: x9 C# E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，過渡圓弧處應力集中大。危險斷面在過渡圓弧區；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域。對輪座區域進行高頻淬火，引入較高的表面殘余壓應力，提高輪座區域耐微動損傷的疲勞強度。
* x* y* e0 ~; B1 U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說明。
9 T4 [$ ?: [: |  X" [% q現在使用中的軸過渡區的直徑比為1.125；對軸裂紋區域原設計也進行過直徑加大處理，過渡區的直徑比達到了1.15（圓弧過渡區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域也在過盈配合區域以內。

閃耀

zerowing 發表于 2014-7-5 11:56
' Y3 t# x/ }2 S% T* f! v  K個人建議你焊接后增加一個應力槽。

5 C6 s: C. m2 h; ]啥叫應力槽

zerowing

642093071 發表于 2014-7-12 07:01
（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。
+ Z/ N! I/ Z1 d2 X) ~7 I# d我很久不回復你，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。
: _0 p. [5 Q; D' L2 O0 h2 {8 {7 ~無論你是應用哪種已知的疲勞理論，疲勞學都是在研究一個在交變載荷下裂紋擴張的技術。
# j, Y8 p0 l% I$ j4 d我讓你檢查表面質量，或者探傷內部質量，這是考察前期疲勞必須要做的步驟。當然 ，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重的應力集中，比你零件結構上的集中要嚴重得多。在這種情況下，你加載交變載，該處應力集中值一旦超過屈服值，裂紋就會擴張，當擴張超過一個百分比后，就會發生斷裂。
而長期疲勞不同，雖然現在有幾種說法，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。當屈服強度低于一定值以后，就會從你結構上的高應力點開始斷裂。這個變化同材料松弛有點像。另一種是錯位說。講交變下，材料內部的各原子鏈的斷裂和重組出現的錯位斷裂。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，就必須存在拉應力。或者這么說，沒有拉應力，也就沒有疲勞。
3 g! q8 a6 \5 E' k+ ^, r# a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，形成局部預壓力，或者說殘余壓應力。對于后者，是針對某一特定方向拉應力的有效辦法。只要針對的方向正確，可以這么說，只要這個殘余壓應力沒有被抵消掉，你的材料就不該被破壞。
9 i1 C3 [+ H, b/ v6 A" v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，哪權威。微動只是一個應用學術延伸。微動的本質還是材料基本力學。前面的部分，我給你說了，當你把你的扭矩加載上之后，真正導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）。而你自己畫應力元圖就明白，這切向力的本質是臨位單元的拉應力。只不過，相對拉應力破壞來說，表現的形式是切應力破壞。那么所有問題其實你不用搞那么復雜。什么微動磨損，什么微動疲勞。說到底，最基礎的就是切應力問題。你明白這個，剩下的就是如何疊加應力圖譜。當然，微動磨損同你的切向力只是存在一個聯系，直接產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，最終研究和確認的就是分布不均的摩擦力的位置。
: J. d6 ?3 w  V; g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

閃耀 發表于 2014-7-12 18:58
啥叫應力槽

! d. _  T7 ^* m- B一般是臺階軸連接加圓弧連接的槽子

張曉剛zxg

學習了