5-17试述加工表面产生压缩残余应力的原因,试述表面产生拉伸残余应力的原因。
答:(P245-246)
A.加工表面产生压缩残余应力的原因:(1)机械加工时加工表面的金属层内产生塑性变形,使表层金属的比容增大。由于塑性变形只在表面层中产生,这样就在表面层内产生了压缩残余应力;(2)当刀具从被加工表面上切除金属时,表层的纤维被拉长,刀具后刀面与已加工表面的摩擦又加大了这种拉伸作用;刀具切离后,弹性变形将逐渐恢复,而塑性变形不能恢复,表面层金属拉伸塑性变形,受到与它相连的里层未发生塑性变形金属的阻碍,因此就在表层金属中产生了压缩残余应力。
B.表面产生拉伸残余应力的原因:(1)在机械加工中,切削区会产生大量的切削热,工件表面的温度往往很高。工件受热膨胀时,表层金属处于没有残余应力作用的完全塑性状态中,冷却时表层金属收缩受到里层金属阻碍,这样就在表面层内产生了拉伸残余应力。(2)比容减小,表面层金属由于相变而产生的收缩受到基体金属的阻碍,因而在表层金属产生拉伸残余应力。
5-20什么是强迫振动?它有哪些主要特征?
答:(P252-253)强迫振动——由外界周期性的干扰力的作用而引起的振动。 其主要特征是:其振动频率与干扰力的频率相同,或者是干扰力频率的整倍数;其振幅既与干扰力幅值有关,又与工艺系统的动态特性有关。若干扰力频率接近或者等于工艺系统的某一固有频率时,振幅将明显增大或者引起共振。
5-22什么是自激振动?它与强迫振动、自由振动相比,有哪些主要特征?
答:(P253-255)机械加工过程中,在没有周期性外力(相对于切削过程而言)作用下,由系统内部激发反馈产生的周期性振动,称为自激振动,简称为颤振。 与强迫振动相比,自激振动具有以下特征:机械加工中的自激振动是在没有外力(相对于切削过程而言)干扰下所产生的振动运动,这与强迫振动有本质的区别;自激振动的频率接近于系统的固有频率,这就是说颤振频率取决振动系统的固有特性。这与自由振动相似(但不相同),而与强迫振动根本不同。自由振动受阻尼作用将迅速衰减,而自激振动却不因有阻尼存在而迅速衰减。