固有应力是指物体在没有外力作用下,其内部仍然存在的应力。在物体制造的过程中,由于加工变形、温度变化等因素的影响,物体内部会形成一定程度的固有应力。这些固有应力会对物体的力学性能、物理性能、化学性能等产生影响。
固有应力可以是压应力、拉应力等。 压应力是指沿某一方向作用于物体上的内部应力,使物体在这个方向上产生的挤压效果;而拉应力则是形成物体内部张力的应力,使物体在这个方向上发生拉伸效果。 固有应力是物体内部平衡状态的结果,能够稳定地保存在物体中。
固有应力的形成可能与物体的制造过程或使用过程中遇到的某些外部环境有关。例如, 加工工艺中的变形不均、加工量过度等都可能导致固有应力的产生。此外,温度变化、成分不均等因素也会导致固有应力的产生。
在材料的加工过程中,常常出现冷作、热加工等加工技术,这些技术均会对材料的力学性质、物理性质、微观结构等产生影响,包括固有应力的产生。 还有一些材料的热处理、化学反应等过程也会导致固有应力的产生。
固有应力对物体的性能具有非常重要的影响。例如,固有应力可以影响物体在使用中的强度、塑性、疲劳寿命等力学性能;也会影响物体的耐腐蚀性能;还会影响物体的光学、电学等物理性能。
有时,在材料的加工、使用过程中,将会发现固有应力导致材料断裂、变形等现象,导致材料的失效;但是,如果固有应力的大小能够恰当地控制,它也可以为某些材料的制造和使用提供帮助。例如,对于钢材,适当的固有应力可以增加其疲劳寿命、延长使用寿命。
为了确保材料在长期使用过程中的稳定性,需要对其固有应力进行检测和消除。
固有应力的检测主要包括应变测量、X射线衍射等方法,这些技术可以了解固有应力的大小和方向,还可以测量固有应力的变化。
固有应力的消除可以采取多种方法,例如,通过热退火等热处理方法消除固有应力。一些残余应力较大的材料,可采用加工疏松化、切割等方法进行加工,减少固有应力的影响。