残余应力产生的原因
机械加工和强化工艺都能引起残余应力。如冷拉、弯曲、切削加工、滚压、喷丸、铸造、锻压、焊接和金属热处理等，因不均匀塑性变形或相变都可能引起残余应力。残余应力一般是有害的，如零件在不适当的热处理、焊接或切削加工后，残余应力会引起零件发生翘曲或扭曲变形，甚至开裂。或经淬火、磨削后表面会出现裂纹。残余应力的存在有时不会立即表现为缺陷，而当零件在工作中因工作应力与残余应力的叠加，使总应力超过强度极限时，便出现裂纹和断裂。零件的残余应力大部分都可通过适当的热处理消除。残余应力有时也有有益的方面，它可以被控制用来提高零件的疲劳强度和耐磨性能。通常调整残余应力的方法有：1、加热，即回火处理,利用残余应力的热松弛效应消除或降低残余应力。2、施加静载，使工件产生整体或局部、甚至微区的塑性变形，也可以调整工件的残余应力。例如大型压力容器，在焊接之后，在其内部加压，即所谓的“胀形”，使焊接接头发生微量塑性变形，以减小焊接残余应力。3、振动时效，英文叫做Vibration Stress Relief,简称VSR 。在国际上，工业发达国家起始于上世纪50年代，我国从70年代研究和推广。4、锤击、喷丸、滚压等。喷丸强化是行之有效、应用广泛的强化零件的手段，喷丸的同时也改变了表面残余应力状态和分布，而喷丸产生的残余压应力又是强化机理中的重要因素。
产生残余应力的主要原因有哪些
残余应力（Residual Stress）是工件在制造过程中，将受到来自各种工艺等因素的作用与影响；当这些因素消失之后，若构件所受到的上述作用与影响不能随之而完全消失，仍有部分作用与影响残留在构件内，则这种残留的作用与影响就是残余应力。残余应力在机械制造中非常常见，往往各个工艺都会产生残余应力。不过，从本质上讲，产生残余应力的原因可以归结成三类。第一类是不均匀的塑性变形，第二类是不均匀的温度变化，第三类是不均匀的相变。从残余应力的分类可以看出，残余应力会引起物体缓慢变形，导致物体尺寸的改变，导致机械加工工件尺寸不合格，仪器生产中导致整台仪器丧失精度成为废品，铸造锻造工件出现裂纹甚至断裂，同时对其疲劳强度、抗应力腐蚀能力、尺寸稳定性和使用寿命等也有着十分重要的影响
钢材中的残余应力是如何产生的？
热轧型钢中的热轧残余应力是因其热轧后不均匀冷却而产生的。其发生机理是：①在型钢热轧终结时，其截面各处的温度大体相同，但其边缘、尖角及薄细部位因与空气接触表面多而冷却凝固较快，其余部分冷却凝固较迟缓。先冷却部位常形成强劲的约束，阻止后冷却部位金属的自由收缩，从而常使随后冷却的部位受拉，在型钢中产生复杂的残余应力分布。②钢材在以后的调直和加工（剪切、气割、焊接等）还将改变“①”中的残余应力分布。钢材或构件经过退火或其它方法处理后，其残余应力可部分乃至全部消除。
残余应力对钢材的受力性能有何影响？
①钢构件承受荷载时，荷载引起的应力将与截面残余应力叠加，使构件某些部位提前达到屈服强度并发展塑性变形。如继续增加荷载，只有截面弹性区承受荷载的增加值，而塑性区的应力不再增加。所以，构件达到强度极限状态时的截面应力状态与没有残余应力时完全相同，即残余应力不影响构件强度。②由于构件截面塑性区退出受力和发展塑性变形，残余应力将降低构件的刚度和稳定性。③残余应力特别是焊接残余应力与荷载应力叠加后，常使钢材处于二维或三维的复杂应力状态下受力，将降低其抗冲击断裂和抗疲劳破坏的能力。
解释钢材中残余应力的特点以及对构件强度和刚度的影响
残余应力的存在直接影响着构件的工作性能，残余应力产生原因以及会对工件产生哪些影响呢？
钢结构内的残余应力是构件在生产和制造过程中产生的塑性变形引起的，是构件尚未承受外力作用前存在于结构内部的一种初始自相平衡力系。在型材热轧以后的冷却过程中，在焊接、气割以及随后的冷却过程中，在冷弯校直的制作过程中，都会产生这类塑性变形，从而不可避免的导致残余应力的存在，所以钢结构中存在着残余应力是一种普遍现象。且根据其形状形成机理反映出残余应力具有以下的基本力学特性：残余应力是一种自相平衡的力系；沿构件轴线方向截面的纵向残余应力分布和大小受一系列因素影响，诸如截面的形状和尺寸、型钢和钢板的轧制、焊接工艺和材料性能等的影响。一般的说，截面尺寸越大，残余应力也越大。
由于生产的工艺不同，形成的残余应力性质也不尽相同，通常残余应力可分为三大类：热轧残余应力、焊接残余应力和冷弯残余应力。也可将前面两种统称热加工残余应力。热轧残余应力是由于型材在热扎以后的冷却过程中，截面各部分冷却速度不一致引起的。以宽翼缘工字型钢为例：因为翼缘两端暴露于空气中的面积大于翼缘与腹板交界处的面积，所以翼缘端部冷却速度较快，从而在冷却较慢的翼缘与腹板连接部产生塑性变形。然后当腹板继续冷却时，就在翼缘端部引起残余压应力，而在翼缘与腹板交界处，变形收缩受到端部的约束限制，从而产生残余拉应力。
焊接残余应力是由于构件在焊接过程中产生集中的局部热输入，引起不断变化的不均匀温度场，并引起塑性变形。在冷却以后，就在远离焊缝部位产生压应力，而在焊缝处产生拉应力。
冷弯残余应力主要是由于制作过程中的冷弯作用造成的。对于任一结构构件，沿其横截面的外侧表面，横向纤维因冷弯而被拉伸，相应的纵向纤维存在着收缩的趋势，由于受到周围其他部分的变形约束限制，纵向纤维无法收缩，从而导致沿外侧表面纵向产生残余拉应力；同理，在横向内侧表面，横向纤维因冷弯而被压缩，相应的纵向纤维存在着拉伸趋势，由于受周围变形限制而无法拉伸，导致沿内侧表面纵向产生残余压应力。
残余应力虽然是自相平衡的，对钢构件在外力作用下还是有影响。残余应力会影响构件的静载强度、构件的疲劳强度、构件的脆性、应力腐蚀开裂及构件的稳定性。所以，想要确定工件具有*好的工作性能，就需要及时消除残余应力。
想要了解残余应力如何消除，可访问南京聚航科技有限公司网站或者拨打热线电话进行咨询。【摘要】
解释钢材中残余应力的特点以及对构件强度和刚度的影响【提问】
残余应力的存在直接影响着构件的工作性能，残余应力产生原因以及会对工件产生哪些影响呢？
钢结构内的残余应力是构件在生产和制造过程中产生的塑性变形引起的，是构件尚未承受外力作用前存在于结构内部的一种初始自相平衡力系。在型材热轧以后的冷却过程中，在焊接、气割以及随后的冷却过程中，在冷弯校直的制作过程中，都会产生这类塑性变形，从而不可避免的导致残余应力的存在，所以钢结构中存在着残余应力是一种普遍现象。且根据其形状形成机理反映出残余应力具有以下的基本力学特性：残余应力是一种自相平衡的力系；沿构件轴线方向截面的纵向残余应力分布和大小受一系列因素影响，诸如截面的形状和尺寸、型钢和钢板的轧制、焊接工艺和材料性能等的影响。一般的说，截面尺寸越大，残余应力也越大。
由于生产的工艺不同，形成的残余应力性质也不尽相同，通常残余应力可分为三大类：热轧残余应力、焊接残余应力和冷弯残余应力。也可将前面两种统称热加工残余应力。热轧残余应力是由于型材在热扎以后的冷却过程中，截面各部分冷却速度不一致引起的。以宽翼缘工字型钢为例：因为翼缘两端暴露于空气中的面积大于翼缘与腹板交界处的面积，所以翼缘端部冷却速度较快，从而在冷却较慢的翼缘与腹板连接部产生塑性变形。然后当腹板继续冷却时，就在翼缘端部引起残余压应力，而在翼缘与腹板交界处，变形收缩受到端部的约束限制，从而产生残余拉应力。
焊接残余应力是由于构件在焊接过程中产生集中的局部热输入，引起不断变化的不均匀温度场，并引起塑性变形。在冷却以后，就在远离焊缝部位产生压应力，而在焊缝处产生拉应力。
冷弯残余应力主要是由于制作过程中的冷弯作用造成的。对于任一结构构件，沿其横截面的外侧表面，横向纤维因冷弯而被拉伸，相应的纵向纤维存在着收缩的趋势，由于受到周围其他部分的变形约束限制，纵向纤维无法收缩，从而导致沿外侧表面纵向产生残余拉应力；同理，在横向内侧表面，横向纤维因冷弯而被压缩，相应的纵向纤维存在着拉伸趋势，由于受周围变形限制而无法拉伸，导致沿内侧表面纵向产生残余压应力。
残余应力虽然是自相平衡的，对钢构件在外力作用下还是有影响。残余应力会影响构件的静载强度、构件的疲劳强度、构件的脆性、应力腐蚀开裂及构件的稳定性。所以，想要确定工件具有*好的工作性能，就需要及时消除残余应力。
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