Kaj je preostali stres? Kateri analizator preostalih napetosti je dober?

Kaj je preostali stres?
Ne glede na zunanjo obremenitev obstajajo notranje napetosti v strukturi in materialih. Te napetosti imenujemo preostale napetosti. Preostali stres povzroči napetost, ki ustreza spremembi razmika rešetk. Preostali stres spontano doseže ravnotežje, ker je natezni preostali stres pod znakom škodljivega tlačnega preostalega stresa, ki velja za koristno.
Strižni stres
Zakaj je pomembno merjenje preostale napetosti?
Strojna obdelava, varjenje, luščenje strele, toplotna obdelava, brušenje in drugi proizvodni procesi bodo povzročili preostale obremenitve. Merjenje preostale napetosti je osnovna metoda za določitev, ali lahko sestavni deli zdržijo visoke obremenitve in obremenitve v življenjski dobi. Prav tako jih je mogoče na primeren način uvesti.
Metoda merjenja preostale napetosti
Obstaja veliko načinov za merjenje preostalega stresa. Te metode običajno delimo na nedestruktivne, poldestruktivne in destruktivne ali difrakcijske metode, ki temeljijo na sprostitveni relaksaciji in druge metode. Vse metode merjenja preostalih obremenitev so posredne. Preostale napetosti se izračunajo ali izpeljejo iz meritev, kot so elastične napetosti ali premiki.
Metoda merjenja preostalih napetosti, ki temelji na difrakciji:
Pri metodi, ki temelji na difrakciji, se Braggov zakon uporablja za merjenje elastičnega napora, napetost pa se izračuna po Hookejevem zakonu, modulu elastičnosti (E) in Poissonovem razmerju (V).
Rentgenska difrakcija
V primerjavi z vidno svetlobo ima rentgenski žarki visoko energijo in kratko valovno dolžino, zaradi česar je zelo primeren za zaznavanje kristalne površinske razdalje (= preostali stres) v kristalnih materialih. Tehnologija rentgenske difrakcije zagotavlja zanesljive in neprimerljive podatke za oceno kakovosti. Ta tehnologija je primerna za vse kristalne materiale, vključno s keramiko. Z rentgensko difrakcijsko metodo lahko izmerimo absolutni stres brez kalibracije vzorcev, ki niso obremenjeni. Rezultati meritev preostale napetosti so izraženi v absolutnih MPa.
Nevtronska difrakcija
Nevtronska difrakcija (nd) zagotavlja popolne tenzijske rezidualne napetosti σ 11 (vzporedno s površino), σ 22 (vzporedno s površino) in σ 33 (pravokotno na površino) za analizo debelih sestavnih delov. Tako kot XRD tudi Bragggov zakon uporablja merjenje elastične napetosti in izračuna napetost po Hookejevem zakonu, modulu elastičnosti (E) in Poissonovem razmerju (V). Zaradi dragega fiksnega difrakterometra za nastajanje nevtronov nevtronske difrakcije za merjenje preostalega napetosti ni bilo mogoče široko in enostavno dobiti.
Sinhrotronska difrakcija
Sinhrotronska difrakcija je višja stopnja rentgenske difrakcije. Za komponente s kompleksno geometrijo je mogoče uporabiti sinhrotronsko difrakcijo, vendar je velikost komponent običajno omejena. Po vsem svetu obstaja le veliko sinhrotronskih naprav, zato metoda ni prenosljiva in stroškovno učinkovita.
Merjenje preostale napetosti z vrtanjem
Vrtanje je običajna tehnika sprostitve obremenitve za merjenje preostale napetosti. Z izvrtanjem majhne slepe luknje v ciljnem območju, da odstranite stresni material, material okoli luknje spontano najde novo ravnovesje napetosti. To povzroči premik površine v bližini luknje.
Metoda merilnika vrtine v vrtini
S pomočjo metode merjenja madežev namestite na merilno površino poseben merilnik napetosti. Preostali stres smo merili na merilniku sprostitvene napetosti.
ESPI metoda vrtanja
Z metodo ESPI merimo premik v bližini površine z optičnim interferometrom. Nato se izmerjeni premik uporabi za izračun napetosti v prostornini pred vrtanjem.