Kaj so preostale napetosti?

Preostale napetosti so napetosti v materialu, ki se vnesejo med fazo obdelave, vendar ostanejo po tem, ko je izdelek končan, namesto da se razrešijo, ko je vir napetosti odstranjen. O preostalih napetostih bi lahko razmišljali kot o napetostih, ki ostanejo v izdelanih komponentah. Včasih so te napetosti namerno uvedene, da se dele držijo v napetosti z namenom podaljšanja življenjske dobe obrabe in zagotavljanja drugih lastnosti. V drugih primerih se preostale napetosti pojavijo po naključju in niso zaželene.

Obdelava materialov, kot so kovine in plastika, pogosto vključuje toploto, kar lahko prispeva k razvoju preostalih napetosti. Preostala napetost pri varjenju je na primer težava pri nekaterih kovinskih komponentah. Podobno lahko napetosti ustvarimo s plastiko, ki se segreje in brizga. Drugi procesi, kot je valjanje, lahko ustvarijo podobne napetosti v materialih, za katere se oblikujejo ali drugače obdelujejo.

Če preostali stres ni zaželen in skrbno nadzorovan, lahko postane problem. Komponente lahko odpovejo zaradi preostale napetosti, ki ni nadzorovana; vijak se lahko na primer razstreli brez pritiska. Preostale napetosti so včasih krive za incidente, kot je okvara mostu, ko ni mogoče ugotoviti drugih vzrokov. Te napetosti je težko izmeriti, zlasti potem, ko okvara komponente poškoduje del, zaradi česar je težko preučiti in težko razlikovati vzrok razpok in drugih težav.

V drugih primerih so dejansko želene preostale napetosti. Klasičen primer je stres, povezan z zabijanjem žeblja. Ko žebelj zabijemo v les, so preostale napetosti, ki nastanejo med postopkom, tisto, kar drži žebelj noter, namesto da bi mu omogočilo, da izskoči. Prav tako so rezila in druge kovinske komponente pogosto izdelane s preostalimi napetostmi, da se omejijo razpoke in utrujenost. V teh primerih se izvedejo skrbne kalibracije, da se določi želena raven obremenitve in nadzor nad njo med proizvodnjo, tako da bodo komponente izdelane z določenimi lastnostmi.

Na voljo je oprema, ki se lahko uporablja za merjenje preostale napetosti. Merjenje takšnega stresa je težavno, ker je večina opreme zasnovana za merjenje stalnega stresa, kot je napetost, ki nastane z uporabo orodja. Stres, ki je v bistvu zaklenjen v komponento, je težje izmeriti. Podjetja, ki proizvajajo opremo, ki se lahko uporablja za merjenje preostale napetosti, lahko ponudijo tudi storitve testiranja materialov, ki podjetjem omogočajo, da pošljejo komponente na testiranje, namesto da izvajajo lastne teste.