緊固件應力鬆弛實驗裝置

1. 應力鬆弛的介紹

見蠕變。在維持恆定變形的材料中，應力會隨時間的增長而減小，這種現象為應力鬆弛，它可理解為一種廣義的蠕變。測定應力鬆弛曲線是測定鬆弛模量的實驗基礎。高溫下的緊固零件，其內部的彈性預緊應力隨時間衰減，會造成密封泄漏或松脫事故。鬆弛過程也會引起超靜定結構（見結構力學）中內力隨時間重新分布。用振動法消除殘余應力就是設法加速鬆弛過程，以便消除材料微結構變形不協調引起的內應力。使流動的粘彈性流體速度梯度減小或突然降為零，流體中的應力逐漸降低或消失的過程也稱為應力鬆弛。應力鬆弛現象：打包帶變松、橡皮筋變松

2. 如何解決鋁合金因蠕變引起的應力鬆弛

粘彈性材料在總應變不變的條件下，由於試樣內部的粘性應變(或粘塑性應變)分量隨時間不斷增長，使回彈應變分量隨時間逐漸降低，從而導致變形恢復力（回彈應力）隨時間逐漸降低的現象。測定應力鬆弛曲線是測定鬆弛模量的實驗基礎。高溫下的緊固零件，其內部的彈性預緊應力隨時間衰減，會造成密封泄漏或松脫事故。鬆弛過程也會引起超靜定結構（見結構力學）中內力隨時間重新分布。用振動法消除殘余應力就是設法加速鬆弛過程，以便消除材料微結構變形不協調引起的內應力。使流動的粘彈性流體速度梯度減小或突然降為零，流體中的應力逐漸降低或消失的過程也稱為應力鬆弛。

3. 什麼是應力松馳產生應力松馳原因何在

在維持恆定變形的材料中，應力會隨時間的增長而減小，這種現象為應力鬆弛，它可理解為一種廣義的蠕變。
測定應力鬆弛曲線是測定鬆弛模量的實驗基礎。高溫下的緊固零件，其內部的彈性預緊應力隨時間衰減，會造成密封泄漏或松脫事故。鬆弛過程也會引起超靜定結構（見結構力學）中內力隨時間重新分布。用振動法消除殘余應力就是設法加速鬆弛過程，以便消除材料微結構變形不協調引起的內應力。使流動的粘彈性流體速度梯度減小或突然降為零，流體中的應力逐漸降低或消失的過程也稱為應力鬆弛。
應力鬆弛現象：打包帶變松、橡皮筋變松

4. 蠕變曲線的持久強度試驗

蠕變斷裂抗力判據是持久強度極限，即在一定溫度下和規定時間內不產生斷裂的最大應力。對於某些在高溫運轉中不考慮形變數、只考慮使用壽命的構件，持久強度極限是重要的設計依據。 持久強度試驗同蠕變試驗相似，但在試驗過程中只確定試樣的斷裂時間。試樣斷口形貌依試驗條件而異， 在高溫和低應力下多為沿晶界斷裂。根據一般經驗公式認為,當溫度不變時,斷裂時間與應力兩者的對數呈線性關系。據此可用內插法或外推法求出持久強度極限。為了保證外推結果的可靠性，外推時間一般不得超過試驗時間10倍。
試驗斷裂後的伸長率和斷面收縮率表徵金屬的持久塑性。若持久塑性過低，材料在使用過程中會發生脆斷。持久強度缺口敏感性qg是用在相同斷裂條件下缺口試樣與光滑試樣兩者的持久強度極限的比值表示。缺口敏感性過高時，金屬材料在使用過程中往往過早脆斷。持久塑性和持久強度缺口敏感性均為高溫金屬材料的重要性能判據。
持久強度試驗通常在恆定的溫度和載荷下進行。近年來各國一些實驗室發展出變溫變載的持久強度試驗方法，為接近使用條件下構件持久強度性能測試開拓出新途徑。
應力鬆弛試驗 在金屬構件總形變恆定的條件下，由於彈性形變不斷轉變為塑性形變，從而使應力不斷減小的過程稱為應力鬆弛。這種現象多出現於彈簧、螺栓以及其他壓力配合件,高溫下尤為顯著。因此,應力鬆弛試驗通常在高溫下進行。圖2中曲線第一階段持續時間較短，應力隨時間急劇下降。第二階段持續時間較長，並趨於恆定。通常以規定時間後的剩餘應力作為金屬應力鬆弛抗力的判據。
應力鬆弛試驗可用來確定栓接件在高溫下長期使用時保持足夠緊固力所需要的初始應力，預測密封墊密封度的減小、彈簧彈力的降低、預應力混凝土中鋼筋的穩定性，以及判明鍛件、鑄件和焊接件消除殘余應力所需要的熱處理條件。對於用作緊固件的金屬材料常在不同溫度和不同初始應力下進行應力鬆弛試驗，以便對其性能有較全面的了解。試驗條件對應力鬆弛試驗結果影響顯著。控制總形變數的恆定性和溫度的穩定性是保證試驗結果有良好重現性的關鍵。

5. 什麼是蠕變，什麼是應力松馳二者有何異同

蠕變：應力不變的條件下，應變隨時間延長而增加。

應力鬆弛：應力不變的條件下，應變隨時間延長而減少。

蠕變：固體材料在保持應力不變的條件下，應變隨時間延長而增加的現象。它與塑性變形不同，塑性變形通常在應力超過彈性極限之後才出現，而蠕變只要應力的作用時間相當長，它在應力小於彈性極限施加的力時也能出現。許多材料（如金屬、塑料、岩石和冰）在一定條件下都表現出蠕變的性質。由於蠕變，材料在某瞬時的應力狀態，一般不僅與該瞬時的變形有關，而且與該瞬時以前的變形過程有關。許多工程問題都涉及蠕變。在維持恆定變形的材料中，應力會隨時間的增長而減小，這種現象為應力鬆弛，它可理解為一種廣義的蠕變。

應力鬆弛：在維持恆定變形的材料中，應力會隨時間的增長而減小，這種現象為應力鬆弛，它可理解為一種廣義的蠕變。
測定應力鬆弛曲線是測定鬆弛模量的實驗基礎。高溫下的緊固零件，其內部的彈性預緊應力隨時間衰減，會造成密封泄漏或松脫事故。鬆弛過程也會引起超靜定結構（見結構力學）中內力隨時間重新分布。用振動法消除殘余應力就是設法加速鬆弛過程，以便消除材料微結構變形不協調引起的內應力。使流動的粘彈性流體速度梯度減小或突然降為零，流體中的應力逐漸降低或消失的過程也稱為應力鬆弛。
應力鬆弛現象：打包帶變松、橡皮筋變松

6. 預應力鋼筋應力鬆弛試驗溫度

測定應力鬆弛的試驗。應力鬆弛試驗是材料機械性能試驗的一種。應力鬆弛現象在室溫下進行得很慢，但隨著溫度的升高就變得很顯著，故在機械設計中必須加以重視。

應力鬆弛試驗一般採用圓柱形試樣，在一定的溫度下進行拉伸載入，以後隨著時間的推移，由自動減載機構卸掉部分載荷以保持總變形量不變，測定應力隨時間的降低值，即可繪出鬆弛曲線。也可以採用具有等強度半圓環的環形試樣進行鬆弛試驗，測定環形試樣缺口處寬度的變化來計算應力降低的數值並畫出鬆弛曲線。

以壓力和時間t為坐標的應力鬆弛曲線可分為兩個部分，分別代表兩個不同的鬆弛階段。在第Ⅰ階段內，應力隨時間的增長而急劇降低；在第Ⅱ階段內，降低的速度減慢，最後趨於穩定。半對數坐標 (lgσ-t)的應力鬆弛曲線中，第Ⅱ階段呈線性關系，因此可用以進行外推，即由較短時間的試驗外推求得較長時間後的剩餘應力。

受相同的試驗溫度和初應力F，經相同的時間後，如剩餘應力越高，則材料的抗鬆弛性能越好。高溫工作中的零件由於存在應力鬆弛，會不同程度地喪失彈性和緊固作用。因此對用於高溫的緊固件如彈簧、螺栓等的材料，需要測定鬆弛性能。

7. 什麼叫應力鬆弛

粘彈性材料在總應變不變的條件下，由於試樣內部的粘性應變(或粘塑性應變)分量隨時間不斷增長，使回彈應變分量隨時間逐漸降低，從而導致變形恢復力（回彈應力）隨時間逐漸降低的現象。測定應力鬆弛曲線是測定鬆弛模量的實驗基礎。高溫下的緊固零件，其內部的彈性預緊應力隨時間衰減，會造成密封泄漏或松脫事故。鬆弛過程也會引起超靜定結構（見結構力學）中內力隨時間重新分布。用振動法消除殘余應力就是設法加速鬆弛過程，以便消除材料微結構變形不協調引起的內應力。使流動的粘彈性流體速度梯度減小或突然降為零，流體中的應力逐漸降低或消失的過程也稱為應力鬆弛。
應力鬆弛現象：打包帶變松、橡皮筋變松

8. 什麼是蠕變與應力鬆弛

首先分清定義。

高溫蠕變是指金屬在高溫和應力同時作用下，應力保持不變，其非彈性變形量隨時間的延長而緩慢增加的現象。

高溫、應力和時間是蠕變發生的三要素。應力越大，溫度越高，且在高溫下停留時間越長則蠕變越甚。應力鬆弛是指在高溫下工作的金屬構件，在總變形量不變的條件下其彈性變形隨時間的延長不斷轉變成非彈性變形，從而引起金屬中應力逐漸下降並趨於一個穩定值的現象。異同：蠕變和應力鬆弛二者實質是相同的，都是材料在高溫下隨時間發生的非彈性變形的積累過程。

所不同的是應力鬆弛是在總變形量一定的特定條件下一部分彈性變形轉變為非彈性變形；而蠕變則是在恆定應力長期作用下直接產生非彈性變形.

9. 應力鬆弛反應了材料的什麼能力

應力松馳(stress relaxation)是指構件總變形(彈性變形和塑性變形)保持不變，徐蠕變使塑性變形不斷增加，彈性變形相應減少，而應力隨時間緩慢降低的現象。它往往會帶來不利影響，如高壓蒸汽管道中，法蘭緊固螺栓的鎖緊力可能隨時間降低，故每隔一段時間需擰緊一次，以防漏氣。[1]

中文名
應力松馳
外文名
stress relaxation
定義
總變形保持，應力減小
易發部件
螺栓
一級學科
力學
快速
導航
具體介紹

數學表達

應力鬆弛試驗
定義
指鋼筋等構件受到一定的張拉力後，在長度保持不變的條件下，鋼管的應力隨著時間的增長而降低的現象；產生應力鬆弛的原因：主要是由於金屬內部錯位運動使一部分彈性變形轉化為塑性變形而引起；減少鬆弛損失的主要措施：1）採用低鬆弛鋼絞線或鋼絲； 2）採用超張拉程序。[2]
具體介紹
材料在高溫使用時，有時要使總應變保持不變。在高溫保證總應變不變的情況下，會發生應力隨著時間延長逐漸降低的現象．該現象叫應力鬆弛(stress relaxation)，如圖1所示。例如，高溫條件工作的緊固螺栓和彈簧會發生應力鬆弛現象。

圖1
材料的總應變ε包括彈性應變εe和塑性應變εp，即ε=εe+εp=常數。
隨著時間增長，一部分彈性變形逐步轉變為塑性變形，材料受到的應力相應地逐漸降低。εe的減小與εp的增加是同時等量產生的。
蠕變與應力鬆弛在本質上相同，可以把應力鬆弛看作是應力不斷降低的「多級」蠕變。蠕變抗力高的材料，其抵抗應力鬆弛的能力也高。但是，目前使用蠕變數據來估算應力鬆弛數據還是很困難的。某些材料即使在室溫下也會發生非常緩慢的應力鬆弛現象，在高溫下這種現象更加明顯。鬆弛現象在工業設備的零件中是較為普遍存在的。例如，高溫管道接頭螺栓需定期擰緊，以免因應力鬆弛而發生泄漏事故。[3]
數學表達
應力鬆弛是在應變恆定時，應力隨時間的推移而逐漸衰減的現象。
載入數學表達式：

響應數學表達式：

式中：H為Heaviside函數；Y為鬆弛模量，即單位應變作用下 t 時刻應力值。

圖2
如圖2所示，在t0~t1時間內，ε=ε0應力作用下，應力從σ0減少到σ1，材料發生應力鬆弛現象；在t=t1時，卸載為ε=0，應力發生突變，在σ1發生瞬時回彈到σ2；在t >t1 時，材料應力逐漸消除，隨著時間的變化逐漸趨近於零，該現象為應力消除。[4]
應力鬆弛試驗
應力鬆弛試驗是材料機械性能試驗的一種。應力鬆弛現象在室溫下進行得很慢，但隨著溫度的升高就變得很顯著，故在機械設計中必須加以重視。
應力鬆弛試驗一般採用圓柱形試樣，在一定的溫度下進行拉伸載入，以後隨著時間的推移，由自動減載機構卸掉部分載荷以保持總變形量不變，測定應力隨時間的降低值，即可繪出鬆弛曲線。也可以採用具有等強度半圓環的環形試樣進行鬆弛試驗，測定環形試樣缺口處寬度的變化來計算應力降低的數值並畫出鬆弛曲線。
以壓力和時間t為坐標的應力鬆弛曲線可分為兩個部分，分別代表兩個不同的鬆弛階段。在第Ⅰ階段內，應力隨時間的增長而急劇降低；在第Ⅱ階段內，降低的速度減慢，最後趨於穩定。半對數坐標 (lgσ-t)的應力鬆弛曲線中，第Ⅱ階段呈線性關系，因此可用以進行外推，即由較短時間的試驗外推求得較長時間後的剩餘應力。
受相同的試驗溫度和初應力F，經相同的時間後，如剩餘應力越高，則材料的抗鬆弛性能越好。高溫工作中的零件由於存在應力鬆弛，會不同程度地喪失彈性和緊固作用。因此對用於高溫的緊固件如彈簧、螺栓等的材料，需要測定鬆弛性能。[1]