第10章 應(yīng)力、變形及裂紋

1、2021-6-231/58 2021-6-232/58 2021-6-233/58 2021-6-234/58 2021-6-235/58 2021-6-236/58 2021-6-237/58 2021-6-238/58 TE 2021-6-239/58 鑄件由桿鑄件由桿和桿和桿組成，桿組成，桿 厚，桿厚，桿薄。薄。假設(shè)：假設(shè)： 桿桿和和桿桿從同一溫度從同一溫度T TH H 開(kāi)始冷卻，最后冷卻到開(kāi)始冷卻，最后冷卻到T T0 0； Tk溫度以上塑性狀態(tài)；溫度以上塑性狀態(tài)； Tk溫度以下彈性變形；溫度以下彈性變形； 冷卻時(shí)無(wú)固態(tài)相變，鑄冷卻時(shí)無(wú)固態(tài)相變，鑄 件收縮不受鑄型阻礙；件收縮不受鑄型阻礙

2、； 合金線脹系數(shù)和彈性模合金線脹系數(shù)和彈性模 量為常數(shù)，不隨溫度變量為常數(shù)，不隨溫度變 化?；?。 2021-6-2310/58 2021-6-2311/58 2021-6-2312/58 在時(shí)間在時(shí)間t t0 0t t1 1內(nèi)，內(nèi)，T T 、 、T T T Tk k， ， 桿桿和和桿桿均處于塑性狀態(tài)。均處于塑性狀態(tài)。 桿桿被塑性壓縮，被塑性壓縮，桿桿被塑性被塑性 拉伸。鑄件不產(chǎn)生熱應(yīng)力。拉伸。鑄件不產(chǎn)生熱應(yīng)力。 在時(shí)間在時(shí)間t t 1 1t t2 2內(nèi)， 內(nèi)，T T T Tk k、 、 T T T Tk k， ，桿桿仍處于塑性狀態(tài)，仍處于塑性狀態(tài)， 桿桿處于彈性狀態(tài)。鑄件收縮處于彈性狀態(tài)。鑄件

3、收縮 由變形困難的由變形困難的桿桿決定，決定，桿桿 處于塑性狀態(tài)對(duì)處于塑性狀態(tài)對(duì)桿桿無(wú)阻力。無(wú)阻力。 鑄件仍不產(chǎn)生熱應(yīng)力。鑄件仍不產(chǎn)生熱應(yīng)力。 2021-6-2313/58 在時(shí)間在時(shí)間t t2 2t t3 3內(nèi)，內(nèi)， T T T Tk k、 、T T T Tk k， ，兩桿均兩桿均處處 于彈性狀態(tài)。但桿于彈性狀態(tài)。但桿溫度溫度 高于高于桿桿溫度，桿溫度，桿收縮收縮 比比桿桿嚴(yán)重，所以桿嚴(yán)重，所以桿被被 彈性拉伸彈性拉伸拉應(yīng)力，拉應(yīng)力，桿桿 被彈性壓縮被彈性壓縮壓應(yīng)力。壓應(yīng)力。 故常溫時(shí)存在殘余應(yīng)力。故常溫時(shí)存在殘余應(yīng)力。 2021-6-2314/58 2021-6-2315/58 2021-

4、6-2316/58 （四）機(jī)械阻礙應(yīng)力（四）機(jī)械阻礙應(yīng)力 工件冷卻過(guò)程中產(chǎn)生的收縮，工件冷卻過(guò)程中產(chǎn)生的收縮， 受到外界的阻礙而產(chǎn)生的應(yīng)力稱(chēng)受到外界的阻礙而產(chǎn)生的應(yīng)力稱(chēng) 為為機(jī)械阻礙應(yīng)力機(jī)械阻礙應(yīng)力。 1、 機(jī)械阻礙的來(lái)源：機(jī)械阻礙的來(lái)源： （1）鑄型和型芯有較高的強(qiáng)）鑄型和型芯有較高的強(qiáng) 度和較低的退讓性。度和較低的退讓性。 （2）砂箱內(nèi)的箱檔和型芯內(nèi)）砂箱內(nèi)的箱檔和型芯內(nèi) 的芯骨。的芯骨。 （3）設(shè)置在鑄件上的拉桿、）設(shè)置在鑄件上的拉桿、 防裂肋、分型面上的鑄件飛邊。防裂肋、分型面上的鑄件飛邊。 （4）澆冒口系統(tǒng)以及鑄件上）澆冒口系統(tǒng)以及鑄件上 的一些突出部分。的一些突出部分。 2021-

5、6-2317/58 2、機(jī)械阻礙應(yīng)力的影響：、機(jī)械阻礙應(yīng)力的影響： （1）機(jī)械阻礙應(yīng)力可使工件產(chǎn)生拉伸或剪切應(yīng)）機(jī)械阻礙應(yīng)力可使工件產(chǎn)生拉伸或剪切應(yīng) 力。力。 （2）若應(yīng)力是在彈性范圍內(nèi)，當(dāng)阻礙消除后，）若應(yīng)力是在彈性范圍內(nèi)，當(dāng)阻礙消除后， 則應(yīng)力消失。則應(yīng)力消失。 （3）但是當(dāng)阻礙應(yīng)力與其它應(yīng)力同時(shí)作用且方）但是當(dāng)阻礙應(yīng)力與其它應(yīng)力同時(shí)作用且方 向一致時(shí)，則會(huì)促使內(nèi)應(yīng)力加劇，甚至導(dǎo)致工件中向一致時(shí)，則會(huì)促使內(nèi)應(yīng)力加劇，甚至導(dǎo)致工件中 出現(xiàn)裂紋。出現(xiàn)裂紋。 2021-6-2318/58 2021-6-2319/58 2021-6-2320/58 2021-6-2321/58 2021-6-23

6、22/58 2021-6-2323/58 2021-6-2324/58 2021-6-2325/58 2021-6-2326/58 2021-6-2327/58 2021-6-2328/58 2021-6-2329/58 2021-6-2330/58 2021-6-2331/58 2021-6-2332/58 2021-6-2333/58 2021-6-2334/58 2021-6-2335/58 2021-6-2336/58 2021-6-2337/58 2021-6-2338/58 2021-6-2339/58 2021-6-2340/58 2021-6-2341/58 2021-6-2342/58 2021-6-2343/58 2021-6-2344/58 2021-6-2345/58 2021-6-2346/58 2021-6-2347/58 2021-6-2348/58 2021-6-2349/58 2021-6-2350/58 2021-6-2351/58 20