Przede wszystkim istnieje oficjalna definicja: napr??enie szcz?tkowe polega na tym, ?e na obrabiany przedmiot b?d? mia?y wp?yw ró?ne czynniki procesowe w procesie produkcyjnym; Kiedy te czynniki zanikaj?, je?li powy?sze efekty i wp?ywy na element nie mog? ca?kowicie znikn??, a niektóre z nich pozostaj? w elemencie, wówczas efektem i wp?ywem szcz?tkowym jest napr??enie szcz?tkowe.

Troch? zawrotów g?owy? Porozmawiajmy o tym w popularny sposób. Na przyk?ad osoba by?a wcze?niej bardzo szczup?a i kupi?a par? d?insów w rozmiarze L. Jednak po roku sta? si? bardzo gruby. Kiedy znów za?o?y te d?insy, poczuje, ?e jego spodnie s? za ciasne, bo by? gruby, a spodnie si? nie zmieni?y. W tym czasie mi?dzy jego cia?em a spodniami by?a silna si?a. Je?li u?y? zbyt du?ej si?y, ?atwo by?o je rozerwa?, Ta niszczycielska si?a jest efektem napr??eń szcz?tkowych. Z punktu widzenia pracy energii, gdy si?a zewn?trzna powoduje odkszta?cenie plastyczne przedmiotu, spowoduje wewn?trzne odkszta?cenie przedmiotu, gromadz?c w ten sposób cz??? energii; Gdy si?a zewn?trzna zostanie wyeliminowana, uwolniona zostanie energia o nierównomiernym rozk?adzie napr??eń wewn?trznych. Je?li krucho?? przedmiotu jest niska, b?dzie si? powoli odkszta?ca?, a je?li krucho?? jest wysoka, b?d? tworzy? p?kni?cia.

Napr??enia szcz?tkowe s? bardzo powszechne w produkcji mechanicznej i cz?sto wyst?puj? w ka?dym procesie. Zasadniczo jednak przyczyny stresu szcz?tkowego mo?na podzieli? na trzy kategorie

Pierwszy typ to nierównomierne odkszta?cenie plastyczne;

Drugi rodzaj to nierównomierna zmiana temperatury;

Trzeci typ to niejednorodne przej?cie fazowe.

Szkodliwo?? napr??eń szcz?tkowych mo?na zobaczy? na podstawie klasyfikacji napr??eń szcz?tkowych. Napr??enia szcz?tkowe mog? powodowa? powoln? deformacj? przedmiotu, prowadzi? do zmiany wielko?ci przedmiotu, prowadzi? do niekwalifikowanego rozmiaru obrabianego przedmiotu, prowadzi? do utraty dok?adno?ci ca?ego instrumentu i sta? si? z?omem w produkcji instrumentu, a na odlewanych i kutych przedmiotach pojawiaj? si? p?kni?cia, a nawet p?kni?cia. Jednocze?nie analizowana jest wytrzyma?o?? zm?czeniowa, odporno?? na korozj? napr??eniow?, w?a?ciwo?ci mechaniczne ca?ego instrumentu Stabilno?? wymiarowa i ?ywotno?? równie? maj? bardzo istotny wp?yw.

Podczas procesu ch?odzenia powstaj? szcz?tkowe napr??enia termiczne z powodu nierównomiernego ch?odzenia spowodowanego nierozs?dnym procesem, co prowadzi do p?kni?cia odlewu

Rys. 1 p?kni?cie odlewu podczas ch?odzenia

Podczas procesu hartowania obróbki cieplnej przemiana martenzytyczna przech?odzonego austenitu ?atwo powoduje p?kanie materia?u

Rys. 2 p?kni?cie metalu podczas hartowania

Pomiar napr??eń szcz?tkowych pomiar napr??eń szcz?tkowych mo?na podzieli? na metod? mechaniczn?, metod? chemiczn? i metod? rentgenowsk?.

Metoda mechaniczna

Najpopularniejsz? metod? mechaniczn? jest metoda wiercenia (znana równie? jako metoda otworów nieprzelotowych). Podczas pracy z obiektu wycinany jest odcinek pr?ta (lub rury), którego d?ugo?? jest trzykrotnie wi?ksza od jego ?rednicy, a w ?rodku wywiercony jest otwór przelotowy. Nast?pnie cienk? warstw? metalu usuwa si? od wewn?trz za pomoc? pr?ta wiertniczego lub wiert?a i za ka?dym razem usuwa si? oko?o 5% pola przekroju poprzecznego. Po usuni?ciu mierzy si? wyd?u?enie d?ugo?ci próbki i wyd?u?enie ?rednicy.

Wykre?la si? krzyw? zale?no?ci mi?dzy tymi warto?ciami a polem przekroju otworu, a pochodn? dowolnego punktu na krzywej wyznacza si? metod? rysowania, aby scharakteryzowa? szybko?? zmian wyd?u?enia i przekroju otworu, a nast?pnie warto?? napr??enia szcz?tkowego mo?na uzyska? podstawiaj?c odpowiednia formu?a stresu.

Metoda chemiczna

Istniej? dwie koncepcje prawa chemicznego. Jednym z pomys?ów jest wprowadzenie próbki do odpowiedniego roztworu, pomiar czasu od pocz?tku korozji do wykrycia p?kni?? i ocena napr??eń szcz?tkowych w zale?no?ci od czasu. Stosowanym roztworem mog? by? sole zawieraj?ce rt?? i rt?? w przypadku br?zu cynowego oraz s?abe zasady i azotany w przypadku stali; Innym pomys?em jest zanurzenie próbki w odpowiednim roztworze i okresowe jej wa?enie. W ten sposób mo?emy uzyska? krzyw? zale?no?ci mi?dzy zmniejszeniem masy a czasem i porówna? j? z krzyw? standardow? w celu okre?lenia wielko?ci napr??eń szcz?tkowych. Im wy?sze po?o?enie uzyskanej krzywej ni? krzywej standardowej, tym wi?ksze napr??enie szcz?tkowe w obiekcie.

Rysunek 3 Zanurzenie badanego metalu metod? chemiczn?

Metoda rentgenowska mo?e wykorzystywa? promieniowanie rentgenowskie do penetracji cz??ci metalowych, a metoda Laue mo?e jako?ciowo okre?li? napr??enie szcz?tkowe, ingeruj?c w zmian? kszta?tu plamki.

Rysunek 4 Zasada metody rentgenowskiej

Gdy nie ma napr??eń szcz?tkowych, miejsca interferencji s? rozmieszczane w postaci kropek. Gdy wyst?puje napr??enie szcz?tkowe, plamy kolizji wyd?u?aj? si? i przybieraj? kszta?t ?gwiazdy”.

(a) Nie ma napr??enia szcz?tkowego（ b) Napr??enie szcz?tkowe istnieje

Rysunek 5 Wyniki pomiarów metod? Laue

Metoda Debye'a umo?liwia ilo?ciowy pomiar napr??eń szcz?tkowych, które mo?na okre?li? zgodnie z po?o?eniem, szeroko?ci? i intensywno?ci? linii dyfrakcyjnej na wykresie Debye'a.

Podsumowuj?c, metoda mechaniczna i metoda chemiczna to metody badań niszcz?cych, które wymagaj? lokalnego pobrania próbki badanego obiektu, a uszkodzenie po badaniu jest nieodwracalne; Metoda rentgenowska to nieniszcz?ca metoda badań, która mo?e zachowa? integralno?? obiektu. Metoda mechaniczna mo?e dok?adnie okre?li? rozmiar i rozk?ad napr??eń szcz?tkowych, które s? zwykle odpowiednie dla obiektów w kszta?cie pr?tów lub rur; Metoda chemiczna jest odpowiednia dla obiektów typu drut i arkusz, ale metoda chemiczna mo?e dokona? tylko oceny jako?ciowej, trudno jest uzyska? opis ilo?ciowy; Chocia? metoda promieniowania rentgenowskiego jest metod? ?nieniszcz?c?”, jest odpowiednia tylko dla niektórych materia?ów, które mog? dawa? wyra?ne i ostre linie dyfrakcyjne, a ze wzgl?du na ma?? zdolno?? projekcji promieniowania rentgenowskiego mo?e wykry? tylko cz??? obiekt blisko powierzchni.

Eliminacja napr??eń szcz?tkowych, poniewa? istnieje tak wiele zagro?eń napr??eń szcz?tkowych, skuteczna metoda eliminacji jest bardzo potrzebna. Istniej? cztery metody eliminacji: obróbka cieplna, spr??enie statyczne, starzenie wibracyjne i obróbka mechaniczna.

Obróbka cieplna

Obróbka cieplna polega na wykorzystaniu efektu relaksacji termicznej napr??eń szcz?tkowych w celu wyeliminowania lub zmniejszenia napr??eń szcz?tkowych. Generalnie stosuje si? wy?arzanie i odpuszczanie.

Zwi?kszanie ci?nienia obci??enia statycznego ma na celu dostosowanie napr??enia szcz?tkowego przedmiotu obrabianego poprzez odkszta?cenie plastyczne ca?ego lub cz??ci, a nawet mikroobszaru. Na przyk?ad du?e zbiorniki ci?nieniowe po spawaniu s? pod ci?nieniem wewn?trz, co nazywa si? ?wybrzuszeniem”, tak ?e z??cze spawane ma niewielkie odkszta?cenie plastyczne, aby zmniejszy? napr??enia szcz?tkowe spawania.

Rysunek 6 Du?y zbiornik oleju po obróbce p?cznienia

VSR nazywa si? w j?zyku angielskim odpr??aniem wibracyjnym. Odpr??anie wibracyjne (VSR) jest powszechn? metod? eliminowania wewn?trznych napr??eń szcz?tkowych materia?ów in?ynierskich. Poprzez wibracje, gdy suma wektorowa wewn?trznego napr??enia szcz?tkowego i dodatkowego napr??enia wibracyjnego przedmiotu obrabianego przekracza granic? plastyczno?ci materia?u, w materiale wyst?puje niewielka ilo?? odkszta?cenia plastycznego, dzi?ki czemu mo?na z?agodzi? napr??enia wewn?trzne materia?u i zredukowane.

Rysunek 7 policzalny odkszta?cenia system VSR

Obróbka mechaniczna polega na zmniejszeniu napr??eń szcz?tkowych poprzez zastosowanie metody ma?ych odkszta?ceń plastycznych na powierzchni przedmiotu, w tym zderzenia cz??ci ze sob?, walcowanie powierzchni, rysowanie powierzchni i zaklejanie powierzchni oraz dok?adne prasowanie w formie. Na przyk?ad jedn? z zalet prasowania jest eliminacja napr??eń szcz?tkowych.