Что такое остаточный стресс? Какой анализатор остаточного напряжения хорош?

Что такое остаточное напряжение?
Независимо от внешней нагрузки в конструкции и материалах возникают внутренние напряжения. Эти напряжения называются остаточными напряжениями. Остаточное напряжение вызывает деформацию, соответствующую изменению шага решетки. Остаточное напряжение самопроизвольно достигает равновесия, поскольку остаточное напряжение при растяжении известно как вредное остаточное напряжение при сжатии, которое считается полезным.
Напряжение сдвига
Почему измерение остаточного напряжения важно?
Механическая обработка, сварка, дробеструйная обработка, термическая обработка, шлифование и другие производственные процессы вызовут остаточное напряжение. Измерение остаточного напряжения является основным методом определения того, могут ли компоненты выдерживать тяжелые нагрузки и стрессовые условия в течение срока службы. Они также могут быть преднамеренно введены соответствующим образом.
Метод измерения остаточного напряжения
Существует много способов измерения остаточного напряжения. Эти методы обычно делятся на неразрушающие, полуразрушающие и деструктивные или дифракционные методы, методы, основанные на релаксации деформации, и другие методы. Все методы измерения остаточного напряжения являются косвенными. Остаточные напряжения рассчитываются или выводятся из измерений, таких как упругие деформации или смещения.
Метод измерения остаточных напряжений на основе дифракции:
В методе, основанном на дифракции, закон Брэгга используется для измерения упругой деформации, а напряжение рассчитывается в соответствии с законом Гука, модулем упругости (E) и коэффициентом Пуассона (V).
дифракция рентгеновских лучей
По сравнению с видимым светом рентгеновское излучение обладает высокой энергией и короткой длиной волны, что делает его очень подходящим для определения расстояния до поверхности кристалла (= остаточное напряжение) в кристаллических материалах. Технология рентгеновской дифракции обеспечивает надежные и беспрецедентные данные для оценки контроля качества. Эта технология подходит для всех кристаллических материалов, включая керамику. Метод рентгеновской дифракции позволяет измерять абсолютное напряжение без калибровки образцов без напряжения. Результаты измерения остаточного напряжения выражены в абсолютных МПа.
Нейтронография
Дифракция нейтронов (nd) обеспечивает полные тензоры остаточных напряжений σ 11 (параллельно поверхности), σ 22 (параллельно поверхности) и σ 33 (перпендикулярно поверхности) для анализа толстых компонентов. Как и XRD, nd использует закон Брэгга для измерения упругой деформации и вычисляет напряжение в соответствии с законом Гука, модулем упругости (E) и коэффициентом Пуассона (V). Из-за дорогого фиксированного дифрактометра для генерации нейтронов нейтронография для измерения остаточного напряжения не была широко и легко получена.
Синхротронная дифракция
Синхротронная дифракция является более высоким уровнем дифракции рентгеновских лучей. Для компонентов со сложной геометрией может использоваться синхротронная дифракция, но размер компонентов обычно ограничен. В мире существует только много синхротронных установок, что делает метод не переносимым и экономически эффективным.
Измерение остаточного напряжения при бурении
Бурение является распространенным методом релаксации напряжения для измерения остаточного напряжения. Просверлив небольшое глухое отверстие в целевой области для удаления материала напряжений, материал вокруг отверстия самопроизвольно находит новый баланс напряжений. Это вызывает смещение поверхности около отверстия.
Скважинный тензометрический метод
Используя метод определения уровня пятен, установите специальный датчик деформации на измеряемой поверхности. Остаточное напряжение измерялось на датчике релаксационной деформации.
Метод бурения ESPI
Используя метод ESPI, смещение вблизи поверхности измеряется с помощью оптического интерферометра. Затем измеренное смещение используется для расчета напряжения в объеме перед бурением.