З точки зору фізичної суті - залишкові напруги - це напруги, обумовлені нестійким рівновагою електромагнітних внутрішніх сил взаємодії в матеріалах, в разі, коли будь-який вплив відсутній. До електромагнітного взаємодії зводиться більшість сил, що виявляються В макроскопічних явищах, зокрема сили пружності. Подібно до того, як зміна магнітного поля виступає в ролі джерела ЕРС, залишкові напруги служать потенційними носіями пластичної деформації кристалічного тіла, а їх зміна викликає необоротне зміна його форми. Використовуючи способи впливу на сили пружності, можна змінювати електромагнітні сили, а отже, і залишкові напруги. Такі способи добре відомі і широко використовуються у виробництві. Вони засновані на дії температурних і силових полів і ставлять собі за мету забезпечення стабільної рівноваги залишкових напружень.
Методи впливів на залишкові напруги можна поділити в залежності від того, який фактор є домінуючим на: метод термопластического впливу і метод механопластіческого впливу.
Особливе місце серед відомих методів займає (в силу фізичного механізму релаксації, перерозподілу залишкових напружень) прискорене деформаційне старіння під впливом резонансних коливань.
Однак на практиці застосування цієї технології, незважаючи на явні переваги (енергозбереження, простота реалізації, незначне технологічне час виконання) стримується, особливо для відповідальних металоконструкцій.
Як відомо в більшості випадків зварювання призводить до виникнення в зварних з'єднаннях і в околошовной зоні розтягуючих залишкових напружень. А це в поєднанні з накладеними тимчасовими напруженнями від вібрації не виключає ймовірність прояву прихованих дефектів в концентраторах напруги у вигляді руйнування конструкції.
У рухомому залізничному транспорті широко використовуються відповідальні зварні вироби, що працюють в умовах циклічного навантаження. До них відносяться рами візків вагонів і локомотивів і їх елементи -боковіни.
Тому підвищення втомної витривалості на основі встановлення раціональних режимів і оптимізації технології вібродеформаціонного старіння для подібних металоконструкцій є завданням актуальним.
Аналіз основних досліджень і публікацій. Наявність структурних утворень типу зерен, мікротріщин, дислокацій і т.д. у всіх матеріалах, які зустрічаються на практиці, призводить до того, що їх міцність виявляється на два-три порядки менше теоретичної. При цьому, чим більше дефектність матеріалу, відхилення його структури від ідеального порядку тим менше міцність при інших рівних умовах
У літературних джерелах відсутня однозначна думка щодо практичного використання вібродеформаціонного старіння для металоконструкцій, які працюють в умовах циклічних навантажень. Частина авторів вважають, що віброобробка призводить до зниження циклічної довговічності на кілька відсотків. Однак, в той же час, віброобробка знижує, як відомо, пікові напруги, які негативно впливають на циклічну витривалість, отже має місце її підвищення, якому сприяє в тому числі і стабілізація фазоструктурних складових.
en
ru
uk
