Nan pwosesis la nan pwosesis materyèl ak fabrikasyon, estrès rezidyèl se yon fenomèn komen, ki gen yon enpak enpòtan sou pèfòmans ak sèvis lavi nan materyèl yo. Konprann sa ki lakòz estrès rezidyèl, karakteristik distribisyon espasyal ak enpak li sou pwopriyete materyèl, amelyore kalite pwodwi, prevansyon aksidan sekirite se nan gwo siyifikasyon.
I. Kòz estrès rezidyèl
Estrès rezidyèl refere a nan fen pwosesis materyèl, materyo a toujou kenbe estrès entèn la. Estrès sa a rive sitou nan aspè sa yo:
1. Deformation plastik inegal
Lè pyès travay la sibi chaj konplèks (tankou woule frèt, desen, extrusion ak sifas piki peening, woule, elatriye), akòz fòs la inegal sou seksyon an kwa -, plas la nan gwo fòs ka pwodwi deformation plastik, pandan y ap plas la nan ti fòs ka toujou elastik deformation. Lè yo dechaje, deformation plastik inegal sa yo ka mennen nan estrès rezidyèl nan pyès travay la. Espesyalman, zòn lonje yo sibi estrès konpresiv apre dechaje, pandan y ap zòn adjasan yo sibi estrès rupture. Estrès rezidyèl sa a akòz deformation plastik inegal se yon fòm estrès komen nan pwosesis D '.
2. Efè tèmik nan jaden tanperati inhomogeneous
Nan pwosesis tèmik, pwosesis chofaj ak refwadisman yo anjeneral trè konplèks, ki enplike rapid chofaj ak refwadisman osi byen ke chofaj ak refwadisman lokalize. Depi chalè ka transfere sèlman nan sifas la, materyo a pral gen diferans nan ekspansyon tèmik akòz inhomogeneity tanperati pandan chofaj ak refwadisman, ki an vire jenere estrès tèmik pasajè. Lè valè tansyon tèmik pasajè sa yo depase limit pwodiksyon tanperati ki wo nan materyèl la, deformation plastik rive nan sèten zòn. Lè pwosesis chofaj la fini, byenke materyo a te refwadi nan tanperati chanm, estrès rezidyèl yo pwodwi nan pyès la akòz deformation plastik inegal pandan pwosesis chofaj la. Estrès rezidyèl sa yo akòz jaden tanperati inegal yo patikilyèman komen nan pwosesis tretman chalè.
3. Efè tranzisyon faz
Pandan pwosesis materyèl, chanjman nan òganizasyon métallurgique a (egzanp transfòmasyon austenite nan martensite pandan trempe) mennen nan chanjman nan volim espesifik entèn materyèl la, ki an vire jenere estrès tranzisyon faz. Estrès tranzisyon faz sa a ap rete tou andedan materyo a apre pwosesis, fòme estrès rezidyèl.
Dezyèmman, distribisyon an espasyal nan karakteristik estrès rezidyèl
Distribisyon espasyal nan estrès rezidyèl depann sou kòz li yo ak kondisyon yo espesifik nan pwosesis la. An jeneral, estrès rezidyèl ka divize an twa kategori: estrès rezidyèl macro, estrès rezidyèl mikwo ak ultra-estrès rezidyèl mikro.
1. Macro estrès rezidyèl
Makroskopik estrès rezidyèl se nan materyo a kòm yon antye oswa seri a macro nan estrès rezidyèl reyalize ekilib. Distribisyon an nan estrès sa a anjeneral pi inifòm, pèfòmans an jeneral nan materyo a gen yon pi gwo enpak. Nan pwosesis la, akòz deformation plastik inegal oswa jaden tanperati inegal nan efè a tèmik, materyo a pral pwodwi macro tensile oswa konpresiv estrès rezidyèl.
2. Mikwo estrès rezidyèl
Estrès rezidyèl mikwoskopik yo se estrès rezidyèl ki rive nan ekilib nan kèk grenn nan pyès travay la. Distribisyon estrès sa a anjeneral pi konplèks, ak fòm, gwosè ak oryantasyon grenn nan ak lòt faktè. Pandan deformation plastik, mikwoskopik tansyon oswa konpresiv estrès rezidyèl yo pwodwi akòz entèraksyon grenn jaden ak prezans nan fwontyè grenn jaden. Estrès sa yo gen yon enfliyans enpòtan sou pwopriyete lokal yo nan materyèl la, tankou fòs fatig ak pousantaj ekstansyon krak.
3. Estrès rezidyèl ultra-mikwoskopik
Ultra-mikwoskopik estrès rezidyèl se yon gwo kantite sifas atomik nan pyès travay la, kolòn atomik tou pre ekilib estrès rezidyèl la. Distribisyon an nan estrès sa a se pi konplèks, epi li gen rapò ak mikrostruktur nan materyèl la ak domaj ak lòt faktè. Pandan faz transfòmasyon, ultramicroscopic tansyon oswa konpresyon rezidyèl estrès yo pwodwi akòz deformation lasi ak domaj. Estrès sa yo gen yon enfliyans sou pwopriyete fizik ak chimik nan materyèl la.
Karakteristik distribisyon espasyal nan estrès rezidyèl yo pa sèlman depann de kòz yo, men yo tou pre relasyon ak kondisyon espesifik nan pwosesis la. Pou egzanp, pandan pwosesis la soude, kouti a soude ak zòn vwazen li yo sibi rapid chofaj ak refwadisman, sa ki lakòz yon distribisyon konplèks nan estrès rezidyèl nan zòn sa yo. Inhomogeneity distribisyon estrès sa yo ka gen yon efè enpòtan sou fòs ak severite soude a.
Twazyèmman, enpak la nan estrès rezidyèl sou pwopriyete materyèl
Estrès rezidyèl gen yon efè enpòtan sou pwopriyete mekanik materyèl yo. An tèm de fòs sede, lè gen estrès tansyon rezidyèl nan materyèl la, li pral diminye fòs sede nan materyèl la, fè materyèl la plis tandans fè deformation plastik. Kontrèman, estrès konpresiv rezidyèl ogmante fòs sede nan materyèl la nan yon sèten mezi. Pou fòs rupture, prezans nan estrès rezidyèl pral chanje distribisyon an estrès nan materyèl la nan pwosesis la rupture, konsa afekte fòs rupture li yo. Anplis de sa, estrès rezidyèl la pral gen tou yon enpak sou plastisit, severite ak dite nan materyèl la ak lòt endikatè. Pou egzanp, estrès tansyon rezidyèl ogmante elongasyon nan materyèl la, pandan y ap estrès rezidyèl konpresiv diminye elongasyon nan materyèl la. An tèm de dite, estrès tansyon rezidyèl diminye mezi dite a, pandan y ap estrès rezidyèl konpresiv ogmante mezi dite a.
Efè a nan estrès rezidyèl sou lavi a fatig nan yon materyèl se menm plis kritik. Anba efè chaj altène, estrès rès rezidyèl yo pral sipèpoze ak chaj la aplike, akselere Aparisyon ak ekspansyon fant, siyifikativman diminye lavi fatig nan materyèl la. Se poutèt sa, nan konsepsyon ak fabrike nan pati mekanik, enpak la nan estrès rezidyèl yo dwe konplètman konsidere yo nan lòd pou fè pou evite echèk fatig ki te koze pa twòp estrès rezidyèl.
2. Enpak sou pwopriyete fizik
Estrès rezidyèl pral gen tou yon enpak sou pwopriyete fizik materyèl la. Pou egzanp, an tèm de koyefisyan ekspansyon tèmik, estrès rezidyèl pral chanje estrikti lasi entèn nan materyèl la, ki an vire afekte karakteristik ekspansyon tèmik li yo. Lè estrès rezidyèl yo prezan nan yon materyèl, koyefisyan ekspansyon tèmik la ka chanje, ki nan kèk aplikasyon pou tanperati sansib (egzanp, sistèm kontwòl tèmik nan ayewospasyal) ka mennen nan pwoblèm ak anfòm nan konpozan. Anplis de sa, estrès rezidyèl gen yon efè sou konduktiviti tèmik ak elektrik nan materyèl la. Etid yo montre ke estrès rezidyèl ka defòme aranjman atomik nan yon materyèl, ogmante pwobabilite pou gaye fonon ak elektwon, kidonk diminye konduktiviti tèmik ak elektrik nan materyèl la. Nan aparèy elektwonik, kote dissipation chalè ak konduktiviti elektrik yo kritik, efè sa a soti nan estrès rezidyèl ka mennen nan yon diminisyon nan efikasite nan tèmik ak yon ogmantasyon nan rezistans nan aparèy la, ki an vire afekte pèfòmans nan ak estabilite nan aparèy la.
