Τι είναι το υπολειπόμενο στρες; Ποιος αναλυτής υπολειμμάτων είναι καλός;

Τι είναι το υπόλοιπο άγχος;
Ανεξάρτητα από το εξωτερικό φορτίο, υπάρχουν εσωτερικές τάσεις στη δομή και τα υλικά. Αυτές οι τάσεις ονομάζονται υπολειμματικές τάσεις. Η υπολειπόμενη τάση προκαλεί την καταπόνηση που αντιστοιχεί στην αλλαγή του διαστήματος πλέγματος. Το υπολειπόμενο άγχος φτάνει αυθόρμητα στην ισορροπία, επειδή η παραμένουσα τάση εφελκυσμού είναι γνωστή ως επιβλαβής συμπιεστική υπολειμματική τάση η οποία θεωρείται ευεργετική.
Διατμητική πίεση
Γιατί είναι σημαντική η μέτρηση υπολειπόμενου στρες;
Η κατεργασία, η συγκόλληση, η λείανση, η θερμική επεξεργασία, η λείανση και άλλες διαδικασίες παραγωγής θα παράγουν υπολειμματική τάση. Η μέτρηση της υπολειμματικής τάσης είναι μια βασική μέθοδος για να προσδιοριστεί αν τα εξαρτήματα μπορούν να αντέξουν σε σοβαρές συνθήκες φορτίου και στρες στη διάρκεια ζωής τους. Μπορούν επίσης να εισαχθούν σκόπιμα με τον κατάλληλο τρόπο.
Μέθοδος μέτρησης υπολειμμάτων καταπόνησης
Υπάρχουν πολλοί τρόποι μέτρησης του υπολειπόμενου στρες. Αυτές οι μέθοδοι χωρίζονται συνήθως σε μη καταστρεπτικές, ημι-καταστροφικές και καταστροφικές μεθόδους ή μεθόδους που βασίζονται σε περίθλαση, μέθοδοι που βασίζονται στη χαλάρωση του στελέχους και άλλες μεθόδους. Όλες οι μέθοδοι μέτρησης καταπόνησης είναι έμμεσες. Οι υπολειμματικές τάσεις υπολογίζονται ή προέρχονται από μετρήσεις όπως τα ελαστικά στελέχη ή οι μετατοπίσεις.
Μέθοδος υπολογισμού υπολειπόμενου στρες με βάση τη περίθλαση:
Στη μέθοδο που βασίζεται στη διάθλαση, ο νόμος Bragg χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της ελαστικής καταπόνησης και η καταπόνηση υπολογίζεται σύμφωνα με το νόμο του Hooke, το ελαστικό μέτρο (E) και τον λόγο Poisson (V).
περίθλαση ακτίνων Χ
Σε σύγκριση με το ορατό φως, οι ακτίνες Χ έχουν υψηλή ενέργεια και μικρό μήκος κύματος, γεγονός που το καθιστά πολύ κατάλληλο για την ανίχνευση της απόστασης των κρυστάλλων (= υπολειμματική τάση) σε κρυσταλλικά υλικά. Η τεχνολογία περίθλασης ακτίνων Χ παρέχει αξιόπιστα και απαράμιλλα δεδομένα για την αξιολόγηση του ποιοτικού ελέγχου. Αυτή η τεχνολογία είναι κατάλληλη για όλα τα υλικά κρυστάλλου, συμπεριλαμβανομένων των κεραμικών. Η μέθοδος περίθλασης ακτίνων Χ μπορεί να μετρήσει απόλυτη τάση χωρίς βαθμονόμηση δειγμάτων χωρίς τάση. Τα αποτελέσματα μέτρησης της υπολειπόμενης τάσης εκφράζονται σε απόλυτη τιμή MPa.
Διάθλαση ουδετέρου
Η περίθλαση ουδετερόνης (nd) παρέχει πλήρεις τάσεις υπολειπόμενης τάσης σ 11 (παράλληλα προς την επιφάνεια), σ 22 (παράλληλη προς την επιφάνεια) και σ 33 (κάθετα προς την επιφάνεια) για την ανάλυση των παχόντων εξαρτημάτων. Όπως το XRD, ο nd χρησιμοποιεί το νόμο του Bragg για τη μέτρηση της ελαστικής καταπόνησης και υπολογίζει την καταπόνηση σύμφωνα με το νόμο του Hooke, το ελαστικό μέτρο (E) και τον λόγο Poisson (V). Λόγω του ακριβούς σταθερού διαθλασίμετρου για την παραγωγή νετρονίων, η περίθλαση νετρονίων για τη μέτρηση υπολειμματικών τάσεων δεν έχει ευρέως και εύκολα ληφθεί.
Περίθλαση Synchrotron
Η περίθλαση Synchrotron είναι ένα υψηλότερο επίπεδο περίθλασης ακτίνων Χ. Για συστατικά με πολύπλοκη γεωμετρία, μπορεί να χρησιμοποιηθεί περίθλαση συγχροτρόνης, αλλά το μέγεθος των εξαρτημάτων είναι συνήθως περιορισμένο. Υπάρχουν μόνο πολλές εγκαταστάσεις synchrotron σε όλο τον κόσμο, γεγονός που καθιστά τη μέθοδο μη φορητή και οικονομικά αποδοτική.
Μέτρηση της υπολειπόμενης τάσης με διάτρηση
Η διάτρηση είναι μια κοινή τεχνική χαλάρωσης πίεσης για τη μέτρηση της υπολειπόμενης τάσης. Με τη διάνοιξη μιας μικρής τυφλής οπής στην περιοχή στόχου για την αφαίρεση του υλικού καταπόνησης, το υλικό γύρω από την οπή βρίσκει αυθόρμητα μια νέα ισορροπία τάσεων. Αυτό προκαλεί μετατόπιση της επιφάνειας κοντά στην οπή.
Μέθοδος μέτρησης του στελέχους γεώτρησης
Χρησιμοποιώντας τη μέθοδο του μετρητή κηλίδων, τοποθετήστε ένα ειδικό μετρητή τάσης στην επιφάνεια που πρόκειται να μετρηθεί. Η υπολειμματική τάση μετρήθηκε σε μετρητή τάσης χαλάρωσης.
Μέθοδος διάτρησης ESPI
Χρησιμοποιώντας τη μέθοδο ESPI, η μετατόπιση κοντά στην επιφάνεια μετράται χρησιμοποιώντας ένα οπτικό συμβολόμετρο. Στη συνέχεια, η μετρημένη μετατόπιση χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της τάσης στον όγκο πριν από τη διάτρηση.