機械應力與熱應力如何區分

⑴ 鑄造內應力,變形產生的原因是什麼什麼是熱應力，什麼是機械應力

收縮應力鑄件在固態收縮時，因受鑄型、型芯、澆冒口等外力的阻礙而產生的應力稱收縮應力。、一般鑄件冷卻到彈性狀態後，收縮受阻都會產生收縮應力。收縮應力常表現為拉應力。形成原因一經消除（如鑄件落砂或去除澆口後）收縮應力也隨之消之，因此收縮應力是一種臨時應力。但在落砂前，如果鑄件的收縮應力和熱應力共同作用其瞬間應力大於鑄件的抗拉強度時，鑄件會產生裂紋。
熱應力
鑄件在凝固和冷卻過程中，不同部位由於不均衡的收縮而引起的應力，稱熱應力。熱應力使冷卻較慢的厚壁處受拉伸，冷卻較快的薄壁處或表面受壓縮，鑄件的壁厚差別愈大合金的線收縮率或彈性模量愈大，熱應力愈大。定向凝固時，由於鑄件各部分冷卻速度不一致，產生的熱應力較大，鑄件易出現變形和裂紋。

⑵ 殘余應力分為哪三類

按應力產生的原因分類有：
(1) 熱應力
鑄件各部分的薄厚是不一樣的，如機床床身導軌部分很厚，側壁筋板部分較薄，其橫向端面如圖一所示。鑄後，薄壁部分冷卻速度快收縮大，而厚壁部分，冷卻速度慢，收縮的小。薄壁部分的收縮受到厚壁部分的阻礙，所以薄壁部分受拉力，厚壁部分受壓力。因縱向收縮差大，因而產生的拉壓也大。這時鑄件的溫度高，薄厚壁都處於塑性狀態，其壓應力使厚壁部分變粗，拉應力使薄壁部分變薄，拉壓應力 ，隨塑性變形而消失。 鑄件逐漸冷卻，當薄壁部分進入彈性狀態而厚壁部分仍處於塑性時，壓應力使厚壁部分產生塑性變形，繼續變粗，而薄壁部分只是彈性拉長，這時拉壓應力隨厚壁部分變粗而消失。鑄件仍繼續冷卻，當薄厚壁部分進入彈性區時，由於厚壁部分溫度高，收縮量大。但薄壁部分阻止厚壁部分收縮，故薄壁受壓應力，厚壁受拉應力。應力方向發生了變化。這種作用一直持續到室溫，結果在常溫下厚壁部分受拉應力，薄壁部分受壓應力。這個應力是由於各部分薄厚不同。冷卻速度不同，塑性變形不均勻而產生的，叫熱應力。
在導軌或側壁的同一個截面內，表層與內心部，由於冷卻快慢不同，也產生相互平衡拉壓的應力，用類似與上述方法分析，可知在室溫下表層受壓應力，心部受拉應力，並且截面越大，應力越大，此應力也叫熱應力。
(2) 相變應力
常用的鑄鐵含碳量在2.8-3.5%，屬於亞共晶鑄鐵，由結晶 過程可知①：厚壁部分在1153℃共晶結晶時，析出共晶石墨，產生體積膨脹 ，薄壁部分阻礙其膨脹，厚壁部分受壓應力，薄壁部分受拉應力。厚壁部分因溫度高，降溫速度快，收縮快，所以厚壁逐漸變為受拉應力。而薄壁與其相反。在共析(738℃)前的收縮中，薄厚壁均處於塑性狀態，應力雖然不斷產生， 但又不斷被塑性變形所鬆弛，應力並不大。當降到738℃時，鑄鐵發生共析轉變，由面心立方，變為體心立方結構(既γ-Fe變為a-Fe)，比容由0.124cm3/g增大到0.127cm3/g。同時有共析石墨析出，使厚壁部分伸入，產生壓應力。上述的兩種應力，是在1153℃ 和738℃兩次相變而產生的，叫相變應力。相變應力與冷卻過程中產生的熱應力方向相反， 相變應力被熱應力抵消。在共析轉變以後，不再產生相變些力，因此鑄件由與薄厚冷卻速度不同所形成的熱應力起主要作用。
(3) 收縮應力(亦叫機械阻礙應力)
鑄件在固態收縮時，因受到鑄型.型芯.澆冒口等的阻礙作用而產生的應力叫收縮應力。由於各部分由塑性到彈性狀態轉變有先有後，型芯等對收縮的阻力將在鑄件內造成不均勻的的塑性變形，產生殘余應力。收縮應力一般不大，多在打箱後消失。
按照殘余應力平衡范圍的不同，通常可將其分為三種：
（1）第一類內應力，又稱宏觀殘余應力，它是由工件不同部分的宏觀變形不均勻性引起的，故其應力平衡范圍包括整個工件。例如，將金屬棒施以彎曲載荷，則上邊受拉而伸長，下邊受到壓縮；變形超過彈性極限產生了塑性變形時，則外力去除後被伸長的一邊就存在壓應力，短邊為張應力。這類殘余應力所對應的畸變能不大，僅占總儲存能的0.1%左右。
（2）第二類內應力，又稱微觀殘余應力，它是由晶粒或亞晶粒之間的變形不均勻性產生的。其作用范圍與晶粒尺寸相當，即在晶粒或亞晶粒之間保持平衡。這種內應力有時可達到很大的數值，甚至可能造成顯微裂紋並導致工件破壞。
（3）第三類內應力，又稱點陣畸變。其作用范圍是幾十至幾百納米，它是由於工件在塑性變形中形成的大量點陣缺陷（如空位、間隙原子、位錯等）引起的。變形金屬中儲存能的絕大部分（80%~90%）用於形成點陣畸變。這部分能量提高了變形晶體的能量，使之處於熱力學不穩定狀態，故它有一種使變形金屬重新恢復到自由焓最低的穩定結構狀態的自發趨勢，並導致塑性變形金屬在加熱時的回復及再結晶過程。

⑶ 焦炭熱強度和機械強度的區別

區別：焦炭熱強度屬於焦炭機械強度的一種，機械強度包括熱強度。
具體解釋如下：焦炭機械強度是焦炭在機械力和熱應力作用下抵抗碎裂和磨損的能力。
焦炭機械強度分為冷態強度和熱強度。
焦炭冷態強度也稱焦炭常溫強度，它是在室溫下測定的。其測量方法有落下法和轉鼓法。
焦炭熱強度也稱焦炭高溫強度，它是在一定的高溫下測量的。
中國標准GB/T2006-94規定了冶金焦炭機械強度的測定方法。其要點是，焦炭在轉動的鼓中不斷地被提料板提起，跌落在鋼板上。在此過程中，焦炭由於受機械力的作用，產生撞擊摩擦，使焦塊沿裂紋破裂開來以及表面被磨損，用以測定焦炭的抗碎強度和耐磨強度。

⑷ 鑄造中的收縮應力指什麼，它與內應力（熱應力，機械應力）有什麼區別

二者無區別，只是叫法不同。

在鑄件凝固末期即鑄件合金已搭結成枝晶網路骨架開始及隨後的冷卻過程中，鑄件橫截面和厚薄不同之處由於存在著溫度差而產生的熱應力。

機械應力即指在鑄件在冷卻收縮時，一般鑄件冷卻到彈性狀態後，收縮受阻都會產生收縮應力。收縮應力常表現為拉應力。受到鑄型或型芯的阻礙而引起的，這種應力是拉應力或切應力。當鑄件落砂、清理後，鑄件收縮的障礙去除，機械應力隨之消失。

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鑄造應力鑄造中消除

為能減少鑄造熱應力，除了力求鑄件壁厚均勻，結構合理外，從工藝上可採取以下措施減少鑄件冷卻過程中各部分的溫差:

1、在鑄件厚實部分放置冷鐵或蓄熱系數較大的型砂如碳素砂、鎂砂等，加快這些部分的冷卻速度。

2、在鑄件厚大部分附近的型砂中埋設鋼管，管內 通壓縮空氣或水進行強製冷卻; 如大型鑄件地坑造型 時，在厚實部分放置冷鐵，並在冷鐵下方再放置冷卻 器進行強製冷卻。

3、鑄件凝固後，在達到彈性狀態以前，去掉鑄件厚實部分的型砂或砂芯，使之暴露於空氣中快速冷卻，甚至吹壓縮空氣或澆水進一步加速其冷卻。

4、將內澆口開在鑄件較薄部分，使鑄件各部分的冷卻速度趨於一致。

5、提高鑄型溫度，使整個鑄件緩慢冷卻，以減少鑄件各部分的溫差。

6、確定合理的落砂規范，使鑄件在型中冷卻到合適的溫度然後再落砂。

⑸ 熱應力是什麼

熱應力是溫度改變時，物體由於外在約束以及內部各部分之間的相互約束，使其不能完全自由脹縮而產生的應力。又稱變溫應力。

求解熱應力，既要確定溫度場，又要確定位移、應變和應力場。與時間無關的溫度場稱定常溫度場,它引起定常熱應力;隨時間變化的溫度場叫非定常溫度場，它引起非定常熱應力。

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熱應力產生的緣由

隨著結構體積的增加，固體單元會承受更高水平的應力。熱應力會對固體結構的強度和穩定性產生很大的影響，並可能使某些組件出現裂紋或斷裂。這些故障會破壞結構的整體設計，從而導致潛在的強度減弱和變形。

焊接殘余應力便是眾多例子中的一個。在焊接過程中，將金屬部件的表面熔化並將它們放在一起，這樣就能在部件之間形成粘接，當材料再次固化後，它們便會焊接在一起。

焊接後的裝配結構在冷卻過程中，由於熱膨脹系數不同，某些焊接區域比其他區域的收縮更大，這就導致焊接區域內產生了殘余應力。

⑹ 熱應力是什麼意思

溫度改變時，物體由於外在約束以及內部各部分之間的相互約束，使其不能完全自由脹縮而產生的應力。

熱應力的求解步驟：①由熱傳導方程和邊界條件（求非定常溫度場還須初始條件）求出溫度分布；②再由熱彈性力學方程求出位移和應力。

特點：

1、熱應力隨約束程度的增大而增大。由於材料的線膨脹系數、彈性模量與泊桑比隨溫度變化而變化，熱應力不僅與溫度變化量有關，而且受初始溫度的影響。

2、熱應力與零外載相平衡，是由熱變形受約束引起的自平衡應力，在溫度高處發生壓縮，溫度低處發生拉伸形變。

⑺ 什麼是組織應力什麼是熱應力

組織應力又稱相變應力。在連鑄階段，鋼從液態冷卻到室溫的過程中會發生一系列的組織轉變（又稱相變），如鋼從L→δ→γ→P轉變時，體積會產生收縮或膨脹，特別是由於連鑄坯橫斷面上存在較大的溫度差，使得組織轉變不可能同時進行和完成，這就會在連鑄坯內外部產生不均勻的變形，從而產生拉伸或壓縮應力，這就是組織應力。

熱應力:加熱或冷卻時，材料不同部位出現溫差而導致熱脹或冷縮不均所產生的應力。

一個存在組織轉變的過程，一個是單純環境溫度變化影響。。。