O que é estresse residual? Qual analisador de estresse residual é bom?

O que é estresse residual?
Independente da carga externa, existem tensões internas na estrutura e nos materiais. Essas tensões são chamadas tensões residuais. A tensão residual causa a tensão correspondente à alteração do espaçamento da rede. O estresse residual atinge espontaneamente o equilíbrio, porque o estresse residual à tração é conhecido como estresse residual compressivo prejudicial, considerado benéfico.
Tensão de cisalhamento
Por que a medição de tensão residual é importante?
Usinagem, soldagem, granalhagem, tratamento térmico, retificação e outros processos de fabricação produzirão tensão residual. A medição de tensão residual é um método básico para determinar se os componentes podem suportar condições severas de carga e tensão na vida útil. Eles também podem ser introduzidos intencionalmente de maneira apropriada.
Método de medição de tensão residual
Existem muitas maneiras de medir o estresse residual. Estes métodos são geralmente divididos em métodos não destrutivos, semi-destrutivos e destrutivos ou baseados em difração, métodos baseados em relaxamento de tensão e outros métodos. Todos os métodos de medição de tensão residual são indiretos. As tensões residuais são calculadas ou derivadas de medições como deformações elásticas ou deslocamentos.
Método de medição de tensão residual com base na difração:
No método baseado em difração, a lei de Bragg é usada para medir a tensão elástica, e o estresse é calculado de acordo com a lei de Hooke, módulo de elasticidade (E) e razão de Poisson (V).
Difração de raios X
Comparado à luz visível, o raio X possui alta energia e comprimento de onda curto, o que o torna muito adequado para detectar a distância da superfície do cristal (= tensão residual) em materiais cristalinos. A tecnologia de difração de raios X fornece dados confiáveis ​​e incomparáveis ​​para avaliação do controle de qualidade. Esta tecnologia é adequada para todos os materiais de cristal, incluindo cerâmica. O método de difração de raios X pode medir o estresse absoluto sem calibração de amostras sem estresse. Os resultados da medição do estresse residual são expressos em MPa absoluto.
Difração de nêutrons
A difração de nêutrons (nd) fornece tensores de tensão residual completos σ 11 (paralelo à superfície), σ 22 (paralelo à superfície) e σ 33 (perpendicular à superfície) para a análise de componentes espessos. Como a DRX, a nd usa a lei de Bragg para medir a tensão elástica e calcula a tensão de acordo com a lei de Hooke, módulo de elasticidade (E) e razão de Poisson (V). Por causa do difratômetro fixo caro para geração de nêutrons, a difração de nêutrons para medição de tensão residual não foi ampla e facilmente obtida.
Difração de síncrotron
A difração de síncrotron é um nível mais alto de difração de raios-X. Para componentes com geometria complexa, a difração de síncrotron pode ser usada, mas o tamanho dos componentes é geralmente limitado. Existem apenas muitas instalações de síncrotron em todo o mundo, o que torna o método não portátil e econômico.
Medição de tensão residual por perfuração
A perfuração é uma técnica comum de relaxamento do estresse para medir o estresse residual. Perfurando um pequeno orifício cego na área de destino para remover o material de tensão, o material ao redor do furo encontra espontaneamente um novo equilíbrio de tensão. Isso faz com que a superfície perto do furo se desloque.
Método do strain gage
Usando o método do manômetro, instale um manômetro especial na superfície a ser medida. O estresse residual foi medido em um extensômetro de relaxamento.
Método de perfuração ESPI
Usando o método ESPI, o deslocamento próximo à superfície é medido usando um interferômetro óptico. Em seguida, o deslocamento medido é usado para calcular a tensão no volume antes da perfuração.