Što je rezidualni stres? Koji je preostali analizator napona?

Što je zaostali stres?
Neovisno o vanjskom opterećenju, unutarnja konstrukcija i materijali postoje unutarnja naprezanja. Ova naprezanja se nazivaju zaostala naprezanja. Preostali napon uzrokuje naprezanje koje odgovara promjeni razmaka rešetke. Preostali napon spontano doseže ravnotežu, jer je zatezni preostali napon poznat kao štetni tlačni rezidualni napon koji se smatra korisnim.
Naprezanje kod smicanja
Zašto je važno mjerenje zaostalog naprezanja?
Strojna obrada, zavarivanje, ljuštenje, toplinska obrada, brušenje i ostali proizvodni procesi uzrokovat će preostali stres. Mjerenje zaostalih napona osnovna je metoda kojom se utvrđuje mogu li komponente izdržati teška opterećenja i stresne uvjete u radnom vijeku. Također se mogu namjerno uvesti na primjeren način.
Metoda mjerenja rezidualnog naprezanja
Postoji mnogo načina za mjerenje preostalog stresa. Ove se metode obično dijele na nedestruktivne, polurazorne i destruktivne ili na difrakcijskim metodama, naprezanje zasnovane na opuštanju i druge metode. Sve metode mjerenja zaostalih napona su neizravne. Preostali naponi se izračunavaju ili se dobivaju iz mjerenja poput elastičnih naprezanja ili pomaka.
Metoda mjerenja zaostalih napona koja se temelji na difrakciji:
U metodi koja se temelji na difrakciji koristi se Braggov zakon za mjerenje elastičnog naprezanja, a napon se izračunava prema Hookeovom zakonu, modulu elastičnosti (E) i Poissonovom omjeru (V).
Rendgenska difrakcija
U usporedbi s vidljivom svjetlošću, X-zraka ima visoku energiju i kratku valnu duljinu, što ga čini vrlo pogodnim za otkrivanje udaljenosti kristalne površine (= zaostali napon) u kristalnim materijalima. Tehnologija rendgenskih difrakcija daje pouzdane i neusporedive podatke za ocjenu kontrole kvalitete. Ova tehnologija je pogodna za sve kristalne materijale, uključujući keramiku. Rendgenska difrakcijska metoda može izmjeriti apsolutni napon bez umjeravanja uzoraka bez stresa. Rezultati mjerenja zaostalog napona izraženi su u apsolutnom MPa.
Neutronska difrakcija
Neutronska difrakcija (nd) daje kompletne zaostale tenzore napona σ 11 (paralelno s površinom), σ 22 (paralelno s površinom) i σ 33 (okomito na površinu) za analizu debelih komponenata. Kao i XRD, i Braggov zakon koristi za mjerenje elastičnog naprezanja i izračunava napon prema Hookeovom zakonu, modulu elastičnosti (E) i Poissonovom omjeru (V). Zbog skupog fiksnog difraktometra za stvaranje neutrona, neutronska difrakcija za mjerenje zaostalih napona nije široko i lako dobivena.
Sinkrotronska difrakcija
Sinkrotronska difrakcija je viša razina difrakcije X-zraka. Za komponente sa složenom geometrijom može se koristiti sinkrotronska difrakcija, ali veličina komponenata obično je ograničena. U svijetu postoje samo mnogi sinkrotronski uređaji, što metodu čini ne prenosivom i isplativom.
Mjerenje zaostalih napona bušenjem
Bušenje je uobičajena tehnika opuštanja naprezanja za mjerenje preostalog naprezanja. Izbušivši malu slijepu rupu u ciljnom području kako biste uklonili materijal od naprezanja, materijal oko rupe spontano pronalazi novu ravnotežu napona. To uzrokuje pomicanje površine u blizini rupe.
Metoda mjerenja sondiranja bušotine
Pomoću metode mjerača mrlja, na površinu koja se mjeri treba ugraditi poseban mjerač naprezanja. Preostali napon je izmjeren na mjeraču opuštanja.
ESPI metoda bušenja
Korištenjem ESPI metode, pomak u blizini površine mjeri se optičkim interferometrom. Zatim se izmjereni pomak koristi za izračunavanje naprezanja u volumenu prije bušenja.