استرسهای باقی مانده
May 17, 2018
استرس باقی مانده است که بدون بارگذاری خارجی و یا تفاوت های دما در داخل یک ساختار یا ماشین وجود دارد. این معمولا نتیجه عملیات ساخت یا مونتاژ است. هنگامی که استقرار یا ماشین در خدمت خدمت قرار می گیرد، خدمت بار اضافی را تحت تأثیر قرار می دهد. اگر تنش های باقی مانده به تنش های بار خدمات اضافه شوند، آنها زیان آور هستند؛ اگر از تنش های بار خدماتی جدا شوند، آن ها بی عیب و نقص هستند.
فقط چند نمونه از تنشهای باقی مانده در اینجا ذکر شده است. یکی، در مونتاژ ماشین آلات، زمانی اتفاق می افتد که دو شفت در خط قرار نگیرند و آنها را با اتصالات سفت و سخت وصل می کنند. استرس های حاصل در شفت ها هنگامی که شفت ها چرخش می شوند، فشارهای برگشت پذیر می شوند. تصحیح، زمانی که هماهنگی کامل از لحاظ اقتصادی قابل دستیابی نیست، همانطور که اغلب موارد است، استفاده از اتصالات انعطاف پذیر نوعی ضروری برای درجه ناپیوستگی است.
تنش های باقی مانده مضر به طور معمول ناشی از گرمایش یا خنک کننده دیفرانسیل است. جوش یک مثال معمول است. فلز جوش و مناطق فورا مجاور، پس از جامد شدن، در دمای بسیار بالاتر از فلز اصلی است. انقباض طبیعی فلز در امتداد طول جوش، به وسیله ی مجاور بزرگ متشکل از فلز سرد، تا حدی جلوگیری می شود. از این رو استرسهای کششی باقی مانده در امتداد جوش تنظیم می شود.
یک قاعده کلی این است که "آخرین نفوذ در تنش" است، اگرچه استثنائاتی وجود دارد که در آن تغییرات خاصی رخ می دهد. روشهای کاهش یا کاهش این تنشها عبارتند از: حلال برای کاهش استرس و چکش یا شستشوی سطح ضعیف. انلینگ نیاز به حرارت دادن خفیف به 600 تا 650 درجه سانتیگراد، برخی از فلزات آلیاژی به 870 درجه سانتیگراد ، و سپس نگه داشتن برای یک دوره از زمان، با خنک کننده آهسته جریان می یابد. برخی از پیش گرم شدن
قطعاتی که می توانند به هم متصل شوند ممکن است تنش کششی در جوش را به حداقل برسانند.
یک لایه سطحی نازک اما به مراتب موثر سطح استرس فشرده ممکن است توسط فرایندهای سایش، غلتک کردن و پختگی غلتک ایجاد شود. دیده می شود که این فرایندها بر روی لایه بیرونی کار می کنند و در نتیجه باعث ایجاد تنش فشاری می شوند، همچون تنش کششی جزئی در لایه های داخلی مجاور. از آنجا که لایه فشرده به راحتی در اطراف قابل دستیابی است، این فرایندها مناسب برای تغییر بار و اجزای چرخشی است که تنش آن بین تنش و فشرده سازی متفاوت است. این فرایندها باید با توجه به فشار غلتک و تغذیه، اندازه و سرعت شات، و غیره، که اطلاعات گسترده ای در کتاب های مهندسی و دوره های آموزشی موجود است، باید با دقت کنترل شود.
در فرایند ریختن غلتک ، سطح اجزاء توسط یک غلتک سخت و بسیار جلا داده شده یا مجموعه ای از غلتک ها کار می کند. این فرآیند در سواحل فضایی، سیلندر یا مخروطی مختلف استفاده می شود (شکل 39.1). سوزاندن غلتک ، از بین بردن خراش ها و نشانه های ابزار، موجب کاهش خسارت های سطحی می شود و باعث ایجاد تنش های باقی مانده سطوح فشاری سودمند برای بهبود خستگی می شود. نورد نورد پیچ و مهره به مدت طولانی بخشی از فرایند تشکیل است که نه تنها شکل می دهد، بلکه تقویت می شود و سپس با تغییر شکل و جریان دانه در اطراف ریشه ها و با ایجاد تنش های باقی مانده فشاری. (ادامه)
