环形槽应力释放法中应力零点槽深数值计算

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残余应力测试方法综述

残余应力测试方法综述

残余应力测试方法综述作者:廖斌来源:《科技资讯》2014年第30期摘要:该文介绍了残余应力对结构件在实际使用中的有害影响及实验对于测量残余应力的必要性阐述了当前测量残余应力的两种主要方法,并对机械式残余应力测试方法分别从平面和三维条件下进行了详细的说明。

大部分残余应力的测试方法都没有达到实用阶段。

除了测试技术还存在问题,在力学原理上,主要是弹性力学与塑性力学还得不出钻孔这个力学模型的三维问题应力解。

关键词:残余应力小孔释放法应变主应力中图分类号:TU13 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)10(c)-0065-03机械零部件中存在的残余应力近年来日益受到人们的关注,尤其是一些成形小的结构件中的残余应力在实际使用中会产生一些有害影响,如微机械、微机电系统中由于制备的原因,残余应力是结构件破坏的主要因素之一。

目前,比较成熟的残余应力检测和评价方法主要限于一些比较大的结构件中。

较大型的机械零部件在加工成形中由于需要较大的变形如挤压、焊接变形,从而容易形成残余应力。

例如:大型铸焊件在热处理或焊接过程中由于热影响而引起的残余变形所导致的残余应力尤为突出。

残余应力对工程构件,特别是对压力容器等焊接结构的危害是显而已见的;反之,也有采取某种特殊工艺措施,使零部件表面形成正压力(如喷丸、碾压等)以增强零部件的抗疲劳能力,提高其使用寿命。

随着断裂力学分析方法的不断发展,迫切要求定量了解或确定零部件内存在的残余应力大小。

由于产生残余应力的机理极其复杂,单纯采用理论分析以及计算方法求解,往往不能满足实际需要,同时现有的一些理论模型还不能完全反映实际情况从而达到寿命预测的目的,因此,实验仍是直接测试零部件的残余应力必不可少的工作方法。

1 残余应力的测量方法1.1 物理式残余应力测试方法物理式残余应力测试方法主要有射线法、磁测法及超声法。

这种方法是无损式测量方法,其中射线法使用较多,而且比较成熟;但设备较复杂,携带到现场并在实物上测量有一定的困难,操作技术较复杂。

薄壁圆环应力计算

薄壁圆环应力计算

薄壁圆环应力计算薄壁圆环应力计算是工程力学中的一个重要问题,下面将对其进行详细的介绍。

1. 基本概念薄壁圆环是指其厚度相对于其半径而言非常小的圆环。

在应用中,薄壁圆环常常用于承受轴向载荷和环向载荷,例如承受压力或拉力的容器、管道和轴承等。

2. 应力分析薄壁圆环的应力分析可以通过应力分析方法进行求解。

在求解过程中,需要考虑薄壁圆环的几何形状、载荷类型以及材料特性等因素。

假设薄壁圆环的内径为r1,外径为r2,厚度为t,材料的弹性模量为E,泊松比为ν,环向载荷为F,轴向载荷为P。

则薄壁圆环的应力分析可以按照以下步骤进行求解:步骤1:计算圆环的平均半径R和横向截面积AR = (r1 + r2) / 2A = π(r2^2 - r1^2)步骤2:计算环向应力σθ和轴向应力σzσθ= F / Aσz = P / A步骤3:计算径向应力σr和切向应力τθzσr = (σθ+ σz) / 2 + [(σθ- σz) / 2]^2 + τθz^2 / 2τθz = (σθ- σz) / 2其中,径向应力σr是指垂直于圆环截面的应力,切向应力τθz是指沿圆环周向的应力。

步骤4:计算主应力和主应力方向主应力是指在某一点上最大和最小的正应力和剪应力。

在薄壁圆环中,主应力可以通过以下公式计算:σ1,2 = (σθ+ σz) / 2 ±[(σθ- σz) / 2]^2 + τθz^2 / 2τmax = (σθ- σz) / 2其中,σ1和σ2是主应力,τmax是最大切应力。

主应力方向可以通过以下公式计算:tan2θp = 2τθz / (σθ- σz)其中,θp是主应力方向。

3. 结论薄壁圆环的应力分析是工程力学中的一个重要问题。

在实际应用中,需要根据具体的情况进行应力分析,并选择合适的材料和结构设计,以确保薄壁圆环的安全可靠。

圆弧背面拉槽计算公式

圆弧背面拉槽计算公式

圆弧背面拉槽计算公式圆弧背面拉槽是一种常用的工程结构,它在机械制造、建筑工程、航空航天等领域中都有广泛的应用。

在设计和制造圆弧背面拉槽时,需要进行一系列的计算和分析,以确保其结构的稳定性和可靠性。

其中,计算公式是设计过程中不可或缺的一部分,它可以帮助工程师快速准确地得出拉槽的尺寸和参数,从而为后续的制造和安装提供重要的参考依据。

圆弧背面拉槽的计算公式主要涉及到拉槽的尺寸、受力分析、材料强度等方面。

其中,最常用的计算公式包括拉槽的尺寸计算、内应力计算、受力分析等。

下面将对这些计算公式进行详细介绍。

首先是拉槽的尺寸计算。

一般来说,圆弧背面拉槽的尺寸包括拉槽的宽度、深度和半径等。

这些尺寸的计算需要考虑到拉槽的受力情况、使用环境、材料强度等因素。

通常情况下,可以使用以下的计算公式来计算拉槽的宽度、深度和半径:拉槽宽度 = (受力分析结果)×安全系数。

拉槽深度 = (受力分析结果)×安全系数。

拉槽半径 = (受力分析结果)×安全系数。

其中,受力分析结果是通过对拉槽的受力情况进行分析得出的,安全系数则是为了保证拉槽在使用过程中不会发生失效而设置的一个修正系数。

通过这些计算公式,工程师可以快速得出拉槽的尺寸,为后续的制造和安装提供重要的参考依据。

其次是拉槽的内应力计算。

在拉槽的设计过程中,需要对拉槽的内应力进行计算,以确保其在使用过程中不会发生变形或破坏。

一般来说,可以使用以下的计算公式来计算拉槽的内应力:拉槽内应力 = (受力分析结果)/ 横截面积。

其中,受力分析结果是通过对拉槽的受力情况进行分析得出的,横截面积则是拉槽的横截面积。

通过这个计算公式,工程师可以快速得出拉槽的内应力,从而为后续的材料选择和制造工艺提供重要的参考依据。

最后是拉槽的受力分析。

在设计圆弧背面拉槽时,需要对拉槽的受力情况进行分析,以确保其在使用过程中不会发生失效。

一般来说,可以使用以下的计算公式来进行受力分析:拉槽受力 = (外载荷)×(拉槽长度)/ (拉槽截面积)。

滚槽法结深计算

滚槽法结深计算

滚槽法结深计算摘要:一、滚槽法概述二、滚槽法结深计算公式及参数三、影响结深的主要因素四、结深计算在实际应用中的重要性五、提高结深计算精度的方法正文:滚槽法是一种常见的金属加工工艺,广泛应用于机械、航空、电子等行业。

滚槽法是通过滚压工具对金属材料进行加工,形成特定的槽型和深度。

在滚槽过程中,结深的计算是一个关键环节,它直接影响到加工质量。

本文将介绍滚槽法结深计算的相关知识,以期提高大家在实际应用中的计算能力。

一、滚槽法概述滚槽法是一种通过滚压工具对金属材料进行加工的方法。

滚槽过程中,工具与金属材料之间产生强烈的摩擦力,使金属材料发生塑性变形,形成所需的槽型和深度。

滚槽法具有加工速度快、加工精度高、表面质量好等优点。

二、滚槽法结深计算公式及参数滚槽法结深的计算公式为:结深h = (F×s)/(π×d×η)其中,F为滚压力,s为滚压速度,d为滚轮直径,η为材料塑性变形系数。

在实际计算过程中,需要根据具体情况确定各个参数的取值。

滚压力F可根据加工材料、滚轮材料和加工条件等因素选择;滚压速度s一般取0.1~0.3m/s;滚轮直径d根据加工槽宽和材料厚度选取;材料塑性变形系数η可通过实验测定。

三、影响结深的主要因素1.滚压力:滚压力越大,结深越大。

2.滚压速度:滚压速度越快,结深越小。

3.滚轮直径:滚轮直径越大,结深越大。

4.材料性质:材料的塑性越好,结深越大。

5.加工温度:加工温度越高,结深越大。

四、结深计算在实际应用中的重要性结深计算在滚槽法加工中具有重要作用。

合理的结深计算可以确保加工质量,提高生产效率。

结深计算不准确会导致加工槽型不良、表面质量差、加工精度降低等问题。

五、提高结深计算精度的方法1.优化滚压参数:合理选择滚压力、滚压速度、滚轮直径等参数,以满足加工要求。

2.采用先进的计算方法:运用数值模拟、人工智能等技术,提高结深计算精度。

3.实验验证:通过实验测定材料塑性变形系数等参数,为结深计算提供可靠数据。

节理岩体中深埋圆形洞室剪裂区及应力计算.

节理岩体中深埋圆形洞室剪裂区及应力计算.

为了方便,设 r ,并整理上式中的第2式得
rp
2P0 cos sin i sin cos j
P0 sin cos i cos sin i c j cos j
对上式分别相加和相减可得另外两公式:
sin A sin B 2sin A B cos A B
一、剪裂区分析的基本假设
剪裂区的计算分析按以下的假设条件去 分析剪裂区的应力以及范围等状态。
(1)岩体中仅具有单组节理,并不计节理 间距所给予的影响。
(2)剪裂区内的径向应力 布 r 的相等,且可按公式 算。
rp rp
1
条件下纯弹性分
p0
(1
r2 r2
)
进行计
(3)剪裂区内的切向应力受节理面的强度控制。 换言之,在剪裂区内,岩体的二次应力都满足节 理面的强度公式。而剪裂区外的应力可由 1 时 纯弹性分布的计算公式确定。
的角度。从而确定洞室可能出现的剪裂区范围。由于三角函数的 多值性,通常洞周将出现四个剪裂区。对于岩石工程来说,剪裂 区的出现表示岩体将失稳。因此,必须采取有效的加固措施。而 剪裂区的最大半径和它所处的位置是设计加固措施所必需的数据。 由式(7-38)可知,当公式等号右项根号中求得最大值,即为剪 裂区半径的最大值。经分析发现,公式中sin(2 j)是一个小 于或等于1的数值,要取最大值,令其为1即可。
c j cos j
0
当r=rp时, p = e ; r=p re 根据式(7-9)和
式(7-37)可得
rp
P0 1
r2 rp2
p
e
P0 1
r2 rp2
P0 1
r2 rp2
sin cos
cos( j ) c j sin( j )

o型密封圈尺寸与沟槽尺寸计算

o型密封圈尺寸与沟槽尺寸计算

o型密封圈尺寸与沟槽尺寸计算O型密封圈是一种常见的密封材料,用于防止液体或气体泄漏。

在工程设计和制造中,确定O型密封圈的尺寸与沟槽尺寸是非常重要的,因为它们直接影响着密封件的性能和使用寿命。

本文将从O型密封圈尺寸与沟槽尺寸的计算方法、影响因素和实际应用等方面展开深入探讨。

一、O型密封圈尺寸的计算方法1. 内径(ID)的计算O型密封圈的内径是指其横截面内圆的直径,通常采用公称线径的方式表示。

内径的计算通常根据密封圈的用途和安装环境来确定,一般可以通过以下公式进行计算:ID = 孔径直径 - (2×压缩量)2. 横截面直径(CS)的计算O型密封圈的横截面直径是指其横截面上圆形部分的直径,也是O型密封圈的公称尺寸之一。

横截面直径的计算通常采用以下公式:CS = ID + (2×压缩量)3. 压缩量的确定O型密封圈在安装后会受到挤压变形,这种变形即为压缩量。

压缩量的确定需要考虑到密封件材料的硬度、弹性模量和工作环境的温度等因素,并通过实验或经验进行确定。

二、沟槽尺寸的计算方法1. 沟槽宽度(W)的计算O型密封圈安装在沟槽中,沟槽的宽度对于密封圈的安装和工作效果至关重要。

沟槽宽度的计算通常考虑到密封圈的压缩量和安装方式,并通过以下公式进行计算:W = CS + (2×压缩量) - (2×余量)2. 沟槽深度(D)的计算沟槽深度是指沟槽的横截面厚度,其计算通常需要考虑到密封圈的横截面直径和安装方式,并通过以下公式进行计算:D = CS + (2×压缩量)三、影响因素1. 温度温度是影响O型密封圈尺寸和沟槽尺寸的重要因素之一。

在不同温度下,O型密封圈的硬度、弹性模量和压缩量都会发生变化,因此需要对其进行相应的修正和计算。

2. 压力工作环境中的压力也会对O型密封圈的尺寸和沟槽尺寸产生影响。

在高压环境下,密封圈的压缩量会增加,因此需要根据实际工作压力对其尺寸进行调整和计算。

螺纹槽尺寸计算公式

螺纹槽尺寸计算公式螺纹槽是一种用于连接螺栓和螺母的重要部件,它的尺寸计算对于螺纹连接的质量和可靠性至关重要。

在实际工程中,螺纹槽的尺寸计算需要遵循一定的公式和规范,以确保螺纹连接的精度和稳定性。

本文将介绍螺纹槽尺寸计算的公式和相关知识,希望能帮助读者更好地理解和应用螺纹槽。

螺纹槽尺寸计算的基本公式如下:1. 螺纹槽深度计算公式:H = 0.6133 P。

其中,H为螺纹槽的深度,P为螺距。

螺纹槽的深度是指螺纹槽底部到螺纹槽顶部的距离,它的大小直接影响着螺纹连接的紧固性和承载能力。

根据上述公式,可以通过已知的螺距值计算出螺纹槽的深度,从而确定螺纹槽的尺寸。

2. 螺纹槽宽度计算公式:W = 0.6403 P。

其中,W为螺纹槽的宽度,P为螺距。

螺纹槽的宽度是指螺纹槽两侧的最大直径之差,它的大小也会影响螺纹连接的质量和可靠性。

根据上述公式,可以通过已知的螺距值计算出螺纹槽的宽度,从而确定螺纹槽的尺寸。

3. 螺纹槽底部直径计算公式:D = d 0.6495 P。

其中,D为螺纹槽的底部直径,d为螺纹槽的内径,P为螺距。

螺纹槽的底部直径是指螺纹槽底部的直径,它的大小也会影响螺纹连接的紧固性和承载能力。

根据上述公式,可以通过已知的螺距值和螺纹槽的内径计算出螺纹槽的底部直径,从而确定螺纹槽的尺寸。

除了上述的基本公式外,螺纹槽尺寸的计算还需要考虑一些其他因素,如螺纹槽的公差、螺纹槽的表面粗糙度等。

在实际工程中,这些因素都会对螺纹连接的质量和可靠性产生影响,因此需要进行综合考虑和计算。

此外,螺纹槽的尺寸计算还需要遵循相关的国家标准和行业规范,以确保螺纹连接的质量和可靠性。

在中国,螺纹槽的尺寸计算需要遵循GB/T 196标准的相关规定,而在国际上,螺纹槽的尺寸计算需要遵循ISO标准的相关规定。

总之,螺纹槽尺寸的计算是螺纹连接设计中的重要环节,它直接影响着螺纹连接的质量和可靠性。

在实际工程中,需要根据相关的公式和规范进行计算,并综合考虑各种因素,以确保螺纹连接的精度和稳定性。

不同受力形式的应力释放过程分析

不同受力形式的应力释放过程分析郑烁;孟阳君【摘要】应力释放法是土木工程结构现存应力检测的一种方法.针对特定的结构,选择不同的受力形式,从理论上推导了圆孔应力释放的应力表达式.其次,采用有限元模型,对圆孔应力释放过程进行了模拟,再次验证上述公式的准确性及有效性.最后,分析了开孔梁孔深与应力释放的规律,得出孔深为孔径的5倍时,释放的应力与通孔相同.【期刊名称】《湖南交通科技》【年(卷),期】2018(044)004【总页数】5页(P106-110)【关键词】工程结构;应力释放法;理论;模拟【作者】郑烁;孟阳君【作者单位】湖南文理学院,湖南常德415000;湖南文理学院,湖南常德415000【正文语种】中文【中图分类】U441目前,大量已存的土木工程结构(例如房屋、桥梁等)都存在不同程度的病害,急需检测评估。

在这众多的检测内容之中,结构现存内力的检测评估是其一项重要内容。

结构现存内力的测试方法中,应力释放法是一种普遍采用的、有效的检测方法。

关于应力释放法的研究很多,主要的方法有钻孔法、盲孔法、开槽法等。

廖凯等[1]以7075铝合金板材进行加工仿真和试样试验研究,分析了加工中及加工后两类应力分布现象,并提出了减小变形的措施。

何江陵等[2]提出了以应力释放法为主的综合评定方法,并用它检测了广州海珠大桥的主要杆件的实际应力,与理论计算值对比,得到广州海珠大桥承载力评定结果。

贾巧燕等[3]提出了环形槽应力释放法,并对2根预应力混凝土梁进行了试验分析。

郭琦等[4]为更高精度地获取混凝土梁式桥当前的弯曲应力实际状态,采用相对匀质的普通构造钢筋进行了应力释放法研究。

冯朝勇等[5]分析剥层法、套孔法、钻孔法、自孔法和开槽法的基木原理,研究它们的发展现状和工程实践的可行性。

马海营等[6]分析了材料去除与加工变形的关系,解释了开槽法释放应力的基本原理。

赵成功等[7]通过大量实验与电算发现,应力释放造成的应变,再由混凝土的本构关系得出具体的应力值这一逆过程来研究现存的预应力的大小具有相当的准确度和研究价值。

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第 3 6卷 第 3 0期 2010年 l0 月
山 西 建 筑
SHANXI ARCHI TECTURE
V0. 6 NO 3 13 . 0
O t 21 c. 0 0
・5 ・ 9
文章 编 号 :0 962 (00 3 —0 90 10 .8 52 1 )00 5 —2
为 正 ) 。
2 3 结构 建模 方法 及局 部 网格 .
收 稿 日期 :0 00 —9 2 1 —62
作 者 简 介 : 巧 燕 (92 , , 士 , 昌大 学 科 学 技 术 学 院 土 木 系 , 西 南 昌 贾 1 8 一)女 硕 南 江 穆 新 盈 (9 1 , , 士 , 西 蓝 天 学 院土 木 系 , 西 南 昌 1 8 一)男 硕 江 江 3 0 9 308
3 应 力零 点槽 深计 算
文 中分 别 模 拟计 算 相 同 槽 宽 t 同 环 形 槽 内 径 d 和 不 同预 不 加 力 两 种 情 形 下 测 点 轴 向应 力 在 切 割 过 程 中 的 变 化 情 况 , 提 取 并 记 录 不 同 切 割 深 度 时 测 点 处 轴 向应 力 , 绘 制 一 ^ d 曲线 并 / 图 , 图 2 图 3 在 A YS中应 力 符 号 规 定 : 应 力 为 负 , 应 力 见 , ( NS 压 拉

1 5

2 5
O O
引入混凝土等材料 的应力 测试 上。其原 理是 对有 初始 约束应 力
a 改0 0 0 点 0 力 释 放 曲线 ) 变 测 O 应 O
的测试构件 , 采用机 械切割 的方 法使 约束 产生 的应力 被释 放 , 测
试方法有钻孔法 , 盲孔法 , 开槽法等 。
框 架一 简 体 结 构 地 震 反 应 的 多种 软 件 计 算 对 比
2 有限元 前处 理
2 1 本 文 结 构 模 型 .

本 文 结 构 模 型 均 为矩 形 截 面 预 应 力 混 凝 土 简 支 梁 , 别 为 直 分



线力筋和曲线力筋 , 力筋两端 张拉 。模 型具体尺寸见 图 1 。
30 0 0 20 4
: :

1 。
l 曼 I
刘永 淼 在 环 孔 法 测试 素 混 凝 土 柱 工 作 应 力 试 验 中 , 出 了给 得 定 孔 径 下 应力 零 点 的 孔 深 。 本 文 应 用 A Y NS S有 限元 程 序 , 写 编
2 1 0 1 2 3 4 5 6

命令 流 , 以梁跨 中底 部 中心为测 点 , 切割 具有 一定 直径 和壁厚 的
10 2
a 改变 测点应力释放 曲线 )

0 8
a直线力筋 梁模型尺寸 )
370 0

10 2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ

b 改 变 d 测 点 应 力 释 放 曲 线 )
b 曲线力筋梁模型尺寸 )
图 1 模 型 具 体 尺寸 ( 位 :u ) 单 nn
图 3 曲 线 力 筋梁 应 力 曲线
环形 槽 , 拟 测 点 轴 向 应 力 随 槽 深 不 断 加 深 的 释 放 过 程 , 而 计 模 进
算出测点出现零 应力 的最 佳 槽深 , 探讨 应 力零 点槽 深 的影 响 因 素, 并试着给 出应力零点槽深 计算 公式 。
b 改变 d测点应力释放曲线 )
图 2 直 线 力筋 梁 应 力 曲线
3 0 2 309
第 3 6卷 第 3 O期

6 ・ 0
2010年 l0月
山 西 建 筑
S HANXI ARCHI TECTURI
V0 . 6 No 3 13 . 0 Oc . 2 1 t 00
文 章编 号 :0 96 2 (0 0 3 —0 00 10 —8 52 1 )006 2
关 键词 : 预应力 混凝土 , 应力释放 , 环形槽
中 图分 类 号 : U3 8 T 7 文献标识 码 : A
0 引言
根据有 限 元 程 序 中 单元 的 特性 , 文 采 用 Sl 9 本 oi 5单 元 和 d Ln 8 ik 单元分别模 拟混 凝土 和力 筋 , 直线力 筋梁 采用 实体分 割法
预应力 混凝土构件 中的有 效预应力 是一个不确定 的参数 , 尤 曲线力筋 梁采用独 立建 模耦 合法 建模 , 同时利用 AN Y S S中 其 是 在 在 役混 凝 土 结 构 中 。它 控 制 着 预 应 力 混 凝 土 构 件 裂 缝 的 建模 , 生死单 元这一高级选项模拟切割过程 。 形成 、 开展 以及挠度 的大小 , 甚至承 载力。因此 , 对结构 进行有 效
0 5
预应力的准确预测在性能评定 中尤为重要 。
0 8 O5

1 环 形槽 应 力释放 法
应力释放法最早应用 在测量结构 构件的残余应 力 , 通过 测量
构 件 分 割 前后 的 位 移 和 应 变 , 经 换 算 成 应 力 。应 力 释 放 法 广 泛 再 应 用 于金 属材 料 特 别 是 钢 材 残 余 应 力 的 测 试 方 面 , 目前 正 在 逐 步
环 形 槽 应 力 释 放 法 中应 力 零 点 槽 深 数 值 计 算
贾巧 燕

穆 新 盈
要: 在预 应力混凝土现 存预应力 的研 究方面提 出 了环形槽 应力释放法 , 对两根预应 力混凝土梁进行 了分 析 , 解决 了
应 力 释 放 法 中最 重 要 的最 佳 槽 深 问 题 , 探 讨 应 力 零 点 槽 深 的影 响 因素 , 实 际工 程 具 有 一定 的指 导 意 义 。 并 对
2 2 材料 参数 .
本 文 预应 力 混 凝 土 简 支 梁 中 , 凝 土 弹 性 模 量 3 P , 重 混 5G a容 2 0 m3泊 松 比 0 2 力 筋 弹 性 模 量 15G a 泊 松 比 0 3 面 50 0N/ , ., 9 P , .,
积 10mT 。 4 l2 l
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