钢结构内产生的几种残余应力形式

钢构件中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一定影响。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，想要保证工件具有好的工作性能，就需要及时对钢构件残余应力进行检测及消除。
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