【什么叫附加应力和残余应力】在材料力学与工程实践中,附加应力和残余应力是两个重要的概念,它们对结构的性能、寿命以及安全性有着直接影响。以下是对这两个概念的总结与对比。
一、概念总结
1. 附加应力
附加应力是指在外部载荷作用下,材料或结构内部产生的额外应力。这种应力通常随着外力的变化而变化,属于瞬时性和可变性的应力类型。例如,在机械零件受到外力加载时,其内部会因受力而产生附加应力。
- 来源:外力(如拉伸、压缩、弯曲等)
- 特点:随外力变化而变化
- 影响:可能导致材料变形、疲劳甚至断裂
2. 残余应力
残余应力是指在外部载荷卸除后,材料或结构中仍然保留的应力。这种应力可能是由于加工过程(如焊接、铸造、热处理等)中的不均匀变形或冷却收缩所引起的。
- 来源:加工工艺、热处理、冷加工等
- 特点:不可消除,长期存在
- 影响:可能引起变形、开裂、降低强度或使用寿命
二、对比表格
| 项目 | 附加应力 | 残余应力 |
| 定义 | 外部载荷作用下产生的应力 | 外部载荷卸除后仍存在的应力 |
| 来源 | 外力(如拉伸、压力、弯矩等) | 加工工艺(焊接、铸造、热处理等) |
| 是否可变 | 可变 | 不可变 |
| 是否可消除 | 可通过卸载消除 | 部分可消除(如退火),但难以完全去除 |
| 对结构的影响 | 会导致变形、疲劳、破坏 | 可能导致变形、裂纹、结构失效 |
| 常见出现场景 | 机械加载、受力结构 | 焊接、铸造、冷轧、淬火等加工过程 |
三、总结
附加应力和残余应力虽然都属于材料内部的应力,但它们的成因、性质和影响各不相同。了解这两者对于提高材料性能、优化加工工艺、保障结构安全具有重要意义。在实际工程中,应尽量控制附加应力的大小,并采取适当措施减少或消除残余应力,以延长设备和构件的使用寿命。


