Jakie są stresy resztkowe?

Naprężenia szczątkowe są naprężeniami w materiałach, które są wprowadzane podczas fazy przetwarzania, ale trwają po zakończeniu produktu, zamiast rozwiązać źródło naprężenia.Można myśleć o naprężeniach resztkowych jako naprężeniach, które pozostawiono w wyprodukowanych komponentach.Czasami stresy te są celowo wprowadzane do utrzymywania części w zakresie napięcia w celu przedłużenia życia zużycia i zapewnienia innych cech.W innych przypadkach naprężenia szczątkowe są wprowadzane przez przypadek i nie są one pożądane.

Przetwarzanie materiałów takich jak metale i tworzywa sztuczne często obejmuje ciepło, które może przyczynić się do opracowania naprężeń resztkowych.Na przykład naprężenie resztkowe spawania stanowi problem z niektórymi elementami metalowymi.Podobnie naprężenia można wytwarzać za pomocą tworzyw sztucznych, które są podgrzewane i formowane wtryskowo.Inne procesy, takie jak walcowanie, mogą powodować podobne naprężenia w materiałach, które są używane do kształtowania lub w inny sposób pracy.

Gdy naprężenie pozostałości nie jest pożądane i starannie kontrolowane, może stać się problemem.Komponenty mogą zawieść w wyniku naprężenia resztkowego, które nie jest kontrolowane;Na przykład śruba może się rozpętać bez nacisku.Naprężenia resztkowe są czasami obwiniane za incydenty takie jak awarie mostu, gdy nie można określić żadnych innych przyczyn.Naprężenia te są trudne do zmierzenia, szczególnie po uszkodzeniu elementu, co utrudnia badanie i trudno rozróżnić przyczynę pękania i innych problemów.

W innych przypadkach faktycznie pożądane są naprężenia resztkowe.Klasycznym przykładem jest stres związany z uderzeniem w gwoździe.Gdy paznokieć jest wbijany w drewno, naprężenia resztkowe wywołane przez proces są tym, co trzyma paznokcie zamiast pozwalające mu się wyskoczyć.Podobnie ostrza i inne elementy metalowe są często wytwarzane z naprężeniami resztkowymi w celu ograniczenia pękania i zmęczenia.W takich przypadkach wykonywane są staranne kalibracje w celu ustalenia pożądanego poziomu naprężenia i kontroli podczas produkcji, dzięki czemu są wytwarzane z określonymi cechami.

Sprzęt, który można wykorzystać do podjęcia pomiarów naprężenia resztkowego.Mierzenie takiego naprężenia jest trudne, ponieważ większość urządzeń jest przeznaczona do pomiaru ciągłego naprężenia, takiego jak napięcie stworzone za pomocą narzędzia.Stres, który jest zasadniczo zablokowany w komponencie, jest trudniejszy do zmierzenia.Firmy, które produkują sprzęt, które mogą być wykorzystane do pomiaru stresu resztkowego, mogą również oferować usługi testowania materiałów, które pozwalają firmom wysyłać komponenty do testowania, a nie przeprowadzać własne testy.