残余应力的危害

残余应力的危害

   构件经过焊接、铸造、锻造、机械加工等工艺过程，其内部产生残余应力，它极大地影 响了构件的尺寸稳定性、刚度、强度、疲劳寿命和机械加工性能，甚至会导致裂纹和应力腐蚀。 残余应力造成的危害如下： 

1、对结构刚度的影响

当外载产生的应力与结构中某区域的残余应力叠加之和达到屈服极限时，这一区域的材料就会产生局部塑性变形，丧失了进一步承受外载的能力，造成结构的有效截面积减小，结构的刚度也随之降低。

2、对受压杆件稳定性的影响

当外载引起的压应力与残余应力中的压应力叠加之和达到屈服点时，这一部分截面就丧失进一步承受外载的能力。这就削弱了构件的有效截面积，并改变了有效截面积的分布，降低了受压杆件的稳定性。

3、对静载强度的影响

没有严重应力集中的焊接结构，只要材料具有一定的塑性变形能力，残余应力不影响结构的静载强度。反之，如材料处于脆性状态，则拉伸残余应力和外载应力叠加有可能使局部区域的应力首先达到断裂强度，导致结构早期破坏。

4、对疲劳强度的影响

残余应力的存在使变载荷的应力循环发生偏移。这种偏移，只改变其平均值，不改变其幅值。结构的疲劳强度与应力循环的特征有关，当应力循环的平均值增加时，其极限幅值就降低，反之则提高。因此，如应力集中处存在着拉伸残余应力，疲劳强度将降低。

5、对焊件加工精度和尺寸稳定性的影响

机械加工把一部分材料从焊件上切除时，此处的残余应力也被释放。残余应力原来的平衡状态被破坏，焊件发生变形，加工精度受影响。

6、对应力腐蚀开裂的影响

应力腐蚀开裂是拉伸残余应力和化学腐蚀共同作用下产生裂纹的现象，在一定材料和介质的组合下发生。应力腐蚀开裂所需的时间与残余应力大小有关，拉伸残余应力越大，应力腐蚀开裂的时间越短。