Vad betyder restspänning?
Kvarvarande stress är en processinducerad stress, frusen i en gjuten del, som finns i en kropp i frånvaro av extern belastning eller termiska gradienter . I ett konstruktionsmaterial eller en komponent finns kvarvarande spänningar i objektet utan tillämpning av tjänster eller andra yttre belastningar. De påverkar en del på samma sätt som externt applicerade spänningar.
En kvarvarande spänning är den viktigaste orsaken till delars krympning och skevhet. När en extern servicebelastning appliceras, deformeras delen vid utstötning, eller senare spricker, om den är tillräckligt stark för att övervinna delens strukturella integritet.
Kunskaper.se förklarar kvarvarande spänning
Kvarvarande spänningar kvarstår i ett fast material efter avlägsnande av den ursprungliga orsaken till spänningen. Kvarstående stress kan vara önskvärt eller oönskat. Till exempel ger laserblästring djupa fördelaktiga restspänningar i metallkomponenter, men i en designad struktur kan oavsiktlig restspänning orsaka för tidigt brott.
Kvarvarande spänningar kan resultera i synlig komponentförvrängning . Tillverkningsprocesser är de vanligaste orsakerna till kvarvarande spänning, som påverkar material, enligt följande:
Trötthetsbeteende
- Brotthållfasthet
- Korrosionsbeständighet
Det finns få metallbearbetningsmetoder som inte ger nya spänningar. Sålunda, när man designar mekaniska delar, är restspänningens roll mycket viktig.
Kvarvarande spänningar uppstår genom ett antal mekanismer, såsom:
- Oelastiska (eller plastiska) deformationer
- Temperaturgradienter under den termiska cykeln
- Strukturella förändringar (eller fastransformation)
När oönskad restspänning från tidigare metallbearbetningsoperationer förekommer, kan mängden spänningar minskas genom användning av flera metoder som klassificeras som termiska eller mekaniska (icke-termiska) metoder. Alla metoder involverar bearbetning av delen så att hela spänningen avlastas.
Den termiska metoden innebär att hela delens temperatur ändras enhetligt genom uppvärmning eller kylning. Uppvärmda delar är kända som stressrelief bake, och kylda delar är kända som kryogen stressrelief.
Mekaniska metoder inkluderar kulbläsning och laserbläsning. Kulblästring använder vanligtvis ett metall- eller glasmaterial, medan laserblästring använder högintensiva ljusstrålar för att inducera en stötvåg som fortplantar sig djupt in i materialet.
Kvarvarande spänningar beräknas indirekt genom att mäta befintliga materialpåkänningar, som vanligtvis mäts med mekaniska eller röntgenmetoder.
