應(yīng)力松弛實驗介紹

應(yīng)力松馳(stress relaxation)是指構(gòu)件總變形(彈性變形和塑性變形)保持不變，徐蠕變使塑性變形不斷增加，彈性變形相應(yīng)減少，而應(yīng)力隨時間緩慢降低的現(xiàn)象。它往往會帶來不利影響，如高壓蒸汽管道中，法蘭緊固螺栓的鎖緊力可能隨時間降低，故每隔一段時間需擰緊一次，以防漏氣。

定義

指鋼筋等構(gòu)件受到一定的張拉力后，在長度保持不變的條件下，鋼管的應(yīng)力隨著時間的增長而降低的現(xiàn)象;產(chǎn)生應(yīng)力松弛的原因：主要是由于金屬內(nèi)部錯位運動使一部分彈性變形轉(zhuǎn)化為塑性變形而引起;減少松弛損失的主要措施：1)采用低松弛鋼絞線或鋼絲; 2)采用超張拉程序。

具體介紹

材料在高溫使用時，有時要使總應(yīng)變保持不變。在高溫保證總應(yīng)變不變的情況下，會發(fā)生應(yīng)力隨著時間延長逐漸降低的現(xiàn)象.該現(xiàn)象叫應(yīng)力松弛(stress relaxation)，例如，高溫條件工作的緊固螺栓和彈簧會發(fā)生應(yīng)力松弛現(xiàn)象。

材料的總應(yīng)變ε包括彈性應(yīng)變εe和塑性應(yīng)變εp，即ε=εe+εp=常數(shù)。隨著時間增長，一部分彈性變形逐步轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄宰冃?，材料受到的?yīng)力相應(yīng)地逐漸降低。εe的減小與εp的增加是同時等量產(chǎn)生的。蠕變與應(yīng)力松弛在本質(zhì)上相同，可以把應(yīng)力松弛看作是應(yīng)力不斷降低的“多級”蠕變。

蠕變抗力高的材料，其抵抗應(yīng)力松弛的能力也高。但是，目前使用蠕變數(shù)據(jù)來估算應(yīng)力松弛數(shù)據(jù)還是很困難的。某些材料即使在室溫下也會發(fā)生非常緩慢的應(yīng)力松弛現(xiàn)象，在高溫下這種現(xiàn)象更加明顯。松弛現(xiàn)象在工業(yè)設(shè)備的零件中是較為普遍存在的。例如，高溫管道接頭螺栓需定期擰緊，以免因應(yīng)力松弛而發(fā)生泄漏事故。

應(yīng)力松弛實驗

應(yīng)力松弛試驗是材料機械性能試驗的一種。應(yīng)力松弛現(xiàn)象在室溫下進行得很慢，但隨著溫度的升高就變得很顯著，故在機械設(shè)計中必須加以重視。

應(yīng)力松弛試驗一般采用圓柱形試樣，在一定的溫度下進行拉伸加載，以后隨著時間的推移，由自動減載機構(gòu)卸掉部分載荷以保持總變形量不變，測定應(yīng)力隨時間的降低值，即可繪出松弛曲線。也可以采用具有等強度半圓環(huán)的環(huán)形試樣進行松弛試驗，測定環(huán)形試樣缺口處寬度的變化來計算應(yīng)力降低的數(shù)值并畫出松弛曲線。

以壓力和時間t為坐標的應(yīng)力松弛曲線可分為兩個部分，分別代表兩個不同的松弛階段。在第Ⅰ階段內(nèi)，應(yīng)力隨時間的增長而急劇降低;在第Ⅱ階段內(nèi)，降低的速度減慢，最后趨于穩(wěn)定。半對數(shù)坐標 (lgσ-t)的應(yīng)力松弛曲線中，第Ⅱ階段呈線性關(guān)系，因此可用以進行外推，即由較短時間的試驗外推求得較長時間后的剩余應(yīng)力。

受相同的試驗溫度和初應(yīng)力F，經(jīng)相同的時間后，如剩余應(yīng)力越高，則材料的抗松弛性能越好。高溫工作中的零件由于存在應(yīng)力松弛，會不同程度地喪失彈性和緊固作用。因此對用于高溫的緊固件如彈簧、螺栓等的材料，需要測定松弛性能。