机械应力与热应力如何区分

⑴ 铸造内应力,变形产生的原因是什么什么是热应力，什么是机械应力

收缩应力铸件在固态收缩时，因受铸型、型芯、浇冒口等外力的阻碍而产生的应力称收缩应力。、一般铸件冷却到弹性状态后，收缩受阻都会产生收缩应力。收缩应力常表现为拉应力。形成原因一经消除（如铸件落砂或去除浇口后）收缩应力也随之消之，因此收缩应力是一种临时应力。但在落砂前，如果铸件的收缩应力和热应力共同作用其瞬间应力大于铸件的抗拉强度时，铸件会产生裂纹。
热应力
铸件在凝固和冷却过程中，不同部位由于不均衡的收缩而引起的应力，称热应力。热应力使冷却较慢的厚壁处受拉伸，冷却较快的薄壁处或表面受压缩，铸件的壁厚差别愈大合金的线收缩率或弹性模量愈大，热应力愈大。定向凝固时，由于铸件各部分冷却速度不一致，产生的热应力较大，铸件易出现变形和裂纹。

⑵ 残余应力分为哪三类

按应力产生的原因分类有：
(1) 热应力
铸件各部分的薄厚是不一样的，如机床床身导轨部分很厚，侧壁筋板部分较薄，其横向端面如图一所示。铸后，薄壁部分冷却速度快收缩大，而厚壁部分，冷却速度慢，收缩的小。薄壁部分的收缩受到厚壁部分的阻碍，所以薄壁部分受拉力，厚壁部分受压力。因纵向收缩差大，因而产生的拉压也大。这时铸件的温度高，薄厚壁都处于塑性状态，其压应力使厚壁部分变粗，拉应力使薄壁部分变薄，拉压应力 ，随塑性变形而消失。 铸件逐渐冷却，当薄壁部分进入弹性状态而厚壁部分仍处于塑性时，压应力使厚壁部分产生塑性变形，继续变粗，而薄壁部分只是弹性拉长，这时拉压应力随厚壁部分变粗而消失。铸件仍继续冷却，当薄厚壁部分进入弹性区时，由于厚壁部分温度高，收缩量大。但薄壁部分阻止厚壁部分收缩，故薄壁受压应力，厚壁受拉应力。应力方向发生了变化。这种作用一直持续到室温，结果在常温下厚壁部分受拉应力，薄壁部分受压应力。这个应力是由于各部分薄厚不同。冷却速度不同，塑性变形不均匀而产生的，叫热应力。
在导轨或侧壁的同一个截面内，表层与内心部，由于冷却快慢不同，也产生相互平衡拉压的应力，用类似与上述方法分析，可知在室温下表层受压应力，心部受拉应力，并且截面越大，应力越大，此应力也叫热应力。
(2) 相变应力
常用的铸铁含碳量在2.8-3.5%，属于亚共晶铸铁，由结晶 过程可知①：厚壁部分在1153℃共晶结晶时，析出共晶石墨，产生体积膨胀 ，薄壁部分阻碍其膨胀，厚壁部分受压应力，薄壁部分受拉应力。厚壁部分因温度高，降温速度快，收缩快，所以厚壁逐渐变为受拉应力。而薄壁与其相反。在共析(738℃)前的收缩中，薄厚壁均处于塑性状态，应力虽然不断产生， 但又不断被塑性变形所松弛，应力并不大。当降到738℃时，铸铁发生共析转变，由面心立方，变为体心立方结构(既γ-Fe变为a-Fe)，比容由0.124cm3/g增大到0.127cm3/g。同时有共析石墨析出，使厚壁部分伸入，产生压应力。上述的两种应力，是在1153℃ 和738℃两次相变而产生的，叫相变应力。相变应力与冷却过程中产生的热应力方向相反， 相变应力被热应力抵消。在共析转变以后，不再产生相变些力，因此铸件由与薄厚冷却速度不同所形成的热应力起主要作用。
(3) 收缩应力(亦叫机械阻碍应力)
铸件在固态收缩时，因受到铸型.型芯.浇冒口等的阻碍作用而产生的应力叫收缩应力。由于各部分由塑性到弹性状态转变有先有后，型芯等对收缩的阻力将在铸件内造成不均匀的的塑性变形，产生残余应力。收缩应力一般不大，多在打箱后消失。
按照残余应力平衡范围的不同，通常可将其分为三种：
（1）第一类内应力，又称宏观残余应力，它是由工件不同部分的宏观变形不均匀性引起的，故其应力平衡范围包括整个工件。例如，将金属棒施以弯曲载荷，则上边受拉而伸长，下边受到压缩；变形超过弹性极限产生了塑性变形时，则外力去除后被伸长的一边就存在压应力，短边为张应力。这类残余应力所对应的畸变能不大，仅占总储存能的0.1%左右。
（2）第二类内应力，又称微观残余应力，它是由晶粒或亚晶粒之间的变形不均匀性产生的。其作用范围与晶粒尺寸相当，即在晶粒或亚晶粒之间保持平衡。这种内应力有时可达到很大的数值，甚至可能造成显微裂纹并导致工件破坏。
（3）第三类内应力，又称点阵畸变。其作用范围是几十至几百纳米，它是由于工件在塑性变形中形成的大量点阵缺陷（如空位、间隙原子、位错等）引起的。变形金属中储存能的绝大部分（80%~90%）用于形成点阵畸变。这部分能量提高了变形晶体的能量，使之处于热力学不稳定状态，故它有一种使变形金属重新恢复到自由焓最低的稳定结构状态的自发趋势，并导致塑性变形金属在加热时的回复及再结晶过程。

⑶ 焦炭热强度和机械强度的区别

区别：焦炭热强度属于焦炭机械强度的一种，机械强度包括热强度。
具体解释如下：焦炭机械强度是焦炭在机械力和热应力作用下抵抗碎裂和磨损的能力。
焦炭机械强度分为冷态强度和热强度。
焦炭冷态强度也称焦炭常温强度，它是在室温下测定的。其测量方法有落下法和转鼓法。
焦炭热强度也称焦炭高温强度，它是在一定的高温下测量的。
中国标准GB/T2006-94规定了冶金焦炭机械强度的测定方法。其要点是，焦炭在转动的鼓中不断地被提料板提起，跌落在钢板上。在此过程中，焦炭由于受机械力的作用，产生撞击摩擦，使焦块沿裂纹破裂开来以及表面被磨损，用以测定焦炭的抗碎强度和耐磨强度。

⑷ 铸造中的收缩应力指什么，它与内应力（热应力，机械应力）有什么区别

二者无区别，只是叫法不同。

在铸件凝固末期即铸件合金已搭结成枝晶网络骨架开始及随后的冷却过程中，铸件横截面和厚薄不同之处由于存在着温度差而产生的热应力。

机械应力即指在铸件在冷却收缩时，一般铸件冷却到弹性状态后，收缩受阻都会产生收缩应力。收缩应力常表现为拉应力。受到铸型或型芯的阻碍而引起的，这种应力是拉应力或切应力。当铸件落砂、清理后，铸件收缩的障碍去除，机械应力随之消失。

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铸造应力铸造中消除

为能减少铸造热应力，除了力求铸件壁厚均匀，结构合理外，从工艺上可采取以下措施减少铸件冷却过程中各部分的温差:

1、在铸件厚实部分放置冷铁或蓄热系数较大的型砂如碳素砂、镁砂等，加快这些部分的冷却速度。

2、在铸件厚大部分附近的型砂中埋设钢管，管内 通压缩空气或水进行强制冷却; 如大型铸件地坑造型 时，在厚实部分放置冷铁，并在冷铁下方再放置冷却 器进行强制冷却。

3、铸件凝固后，在达到弹性状态以前，去掉铸件厚实部分的型砂或砂芯，使之暴露于空气中快速冷却，甚至吹压缩空气或浇水进一步加速其冷却。

4、将内浇口开在铸件较薄部分，使铸件各部分的冷却速度趋于一致。

5、提高铸型温度，使整个铸件缓慢冷却，以减少铸件各部分的温差。

6、确定合理的落砂规范，使铸件在型中冷却到合适的温度然后再落砂。

⑸ 热应力是什么

热应力是温度改变时，物体由于外在约束以及内部各部分之间的相互约束，使其不能完全自由胀缩而产生的应力。又称变温应力。

求解热应力，既要确定温度场，又要确定位移、应变和应力场。与时间无关的温度场称定常温度场,它引起定常热应力;随时间变化的温度场叫非定常温度场，它引起非定常热应力。

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热应力产生的缘由

随着结构体积的增加，固体单元会承受更高水平的应力。热应力会对固体结构的强度和稳定性产生很大的影响，并可能使某些组件出现裂纹或断裂。这些故障会破坏结构的整体设计，从而导致潜在的强度减弱和变形。

焊接残余应力便是众多例子中的一个。在焊接过程中，将金属部件的表面熔化并将它们放在一起，这样就能在部件之间形成粘接，当材料再次固化后，它们便会焊接在一起。

焊接后的装配结构在冷却过程中，由于热膨胀系数不同，某些焊接区域比其他区域的收缩更大，这就导致焊接区域内产生了残余应力。

⑹ 热应力是什么意思

温度改变时，物体由于外在约束以及内部各部分之间的相互约束，使其不能完全自由胀缩而产生的应力。

热应力的求解步骤：①由热传导方程和边界条件（求非定常温度场还须初始条件）求出温度分布；②再由热弹性力学方程求出位移和应力。

特点：

1、热应力随约束程度的增大而增大。由于材料的线膨胀系数、弹性模量与泊桑比随温度变化而变化，热应力不仅与温度变化量有关，而且受初始温度的影响。

2、热应力与零外载相平衡，是由热变形受约束引起的自平衡应力，在温度高处发生压缩，温度低处发生拉伸形变。

⑺ 什么是组织应力什么是热应力

组织应力又称相变应力。在连铸阶段，钢从液态冷却到室温的过程中会发生一系列的组织转变（又称相变），如钢从L→δ→γ→P转变时，体积会产生收缩或膨胀，特别是由于连铸坯横断面上存在较大的温度差，使得组织转变不可能同时进行和完成，这就会在连铸坯内外部产生不均匀的变形，从而产生拉伸或压缩应力，这就是组织应力。

热应力:加热或冷却时，材料不同部位出现温差而导致热胀或冷缩不均所产生的应力。

一个存在组织转变的过程，一个是单纯环境温度变化影响。。。