Artık Kuvvet nedir?

Her şeyden önce, resmi bir tanım vardır: artık gerilim, iş parçasının üretim sürecindeki çeşitli süreç faktörlerinden etkilenmesidir; Bu faktörler ortadan kalktığında, bileşen üzerindeki yukarıdaki etkiler ve etkiler tamamen ortadan kalkamıyorsa ve bir kısmı bileşende kalıyorsa, artık etki ve etki artık gerilimdir.

Biraz başım döndü mü? Bunu popüler bir şekilde konuşalım. Örneğin, bir kişi daha önce çok zayıftı ve bir çift L beden kot pantolon aldı. Ancak bir yıl sonra çok şişmanladı. Bu kotları tekrar giydiğinde, şişman olduğu için pantolonunun çok dar olduğunu ve pantolonunun değişmediğini hissederdi. Bu sırada vücuduyla pantolonu arasında güçlü bir kuvvet vardı. Eğer çok fazla güç kullanırsa, onları yırtması kolaydı, Bu yıkıcı güç artık stresin etkisidir. Enerji işi açısından bakıldığında, dış kuvvet cismin plastik deformasyonuna neden olduğunda, cismin iç deformasyonuna neden olacak ve böylece enerjinin bir kısmını biriktirecektir; Dış kuvvet ortadan kaldırıldığında, düzensiz iç gerilme dağılımına sahip enerji serbest bırakılır. Cismin gevrekliği az ise yavaş deforme olur, gevrekliği fazla ise çatlaklar oluşturur.

Artık gerilim, mekanik imalatta çok yaygındır ve genellikle her işlemde ortaya çıkar. Bununla birlikte, özünde, artık stresin nedenleri üç kategoriye ayrılabilir.

İlk tip, düzgün olmayan plastik deformasyondur;

İkinci tip düzensiz sıcaklık değişimidir;

Üçüncü tip homojen olmayan faz geçişidir.

Artık stresin zararı, artık stresin sınıflandırılmasından görülebilir. Artık stres, nesnenin yavaş deformasyonuna neden olabilir, nesnenin boyutunun değişmesine neden olabilir, işlenmiş iş parçasının niteliksiz boyutuna yol açabilir, tüm aletin doğruluk kaybına yol açabilir ve üretimde bir hurda haline gelebilir. aletin ve döküm ve dövme iş parçalarında çatlaklar ve hatta kırılmalar görülür. Aynı zamanda, yorulma mukavemeti, stres korozyon direnci, tüm aletin mekanik özellikleri analiz edilir Boyutsal kararlılık ve hizmet ömrü de çok önemli bir etkiye sahiptir.

Soğutma işlemi sırasında, makul olmayan işlemin neden olduğu düzensiz soğutma nedeniyle artık termal stres üretilir ve bu da dökümün kırılmasına neden olur.

Şekil 1 Soğutma sırasında döküm kırığı

Isıl işlemin söndürme işlemi sırasında, aşırı soğutulmuş östenitin martensitik dönüşümünün malzeme kırılmasına neden olması kolaydır.

Şekil 2 Söndürme sırasında metal kırılması

Artık gerilimin ölçümü Artık gerilimin ölçümü mekanik yöntem, kimyasal yöntem ve X-ışını yöntemine ayrılabilir.

mekanik yöntem

En yaygın mekanik yöntem delme yöntemidir (kör delik yöntemi olarak da bilinir). Çalışmada, uzunluğu çapının üç katı olan bir çubuk (veya boru) bölümü nesneden kesilir ve merkezde bir açık delik açılır. Daha sonra, delme çubuğu veya matkap ucu ile içeriden ince bir metal tabakası çıkarılır ve her seferinde kesit alanının yaklaşık 5%'si çıkarılır. Çıkartıldıktan sonra numune boyunun uzaması ve çapın uzaması ölçülür.

Bu değerler ile sondaj kesit alanı arasındaki ilişki eğrisi çizilir ve uzama ve sondaj kesitinin değişim oranını karakterize etmek için çizim yöntemiyle eğri üzerindeki herhangi bir noktanın türevi elde edilir ve daha sonra yerine ikame edilerek artık gerilme değeri elde edilebilir. karşılık gelen stres formülü.

kimyasal yöntem

Kimyasal yasanın iki fikri vardır. Bir fikir, numuneyi uygun bir çözüme sokmak, korozyonun başlangıcından çatlakların keşfedilmesine kadar geçen süreyi ölçmek ve artık gerilimi zamana göre değerlendirmektir. Kullanılan çözelti, kalay bronz için cıva ve cıva içeren tuzlar ve çelik için zayıf alkali ve nitrat olabilir; Başka bir fikir, numuneyi uygun bir çözeltiye daldırmak ve aralıklarla tartmaktır. Bu şekilde, ağırlık azaltma ve zaman arasında bir ilişki eğrisi elde edebilir ve artık gerilmenin boyutunu belirlemek için bunu standart eğri ile karşılaştırabiliriz. Elde edilen eğrinin konumu standart eğriden ne kadar yüksekse, nesnedeki artık gerilim o kadar büyük olur.

Şekil 3 Kimyasal yöntemle test edilecek metalin daldırılması

X-ışını yöntemi, metal parçalara nüfuz etmek için X-ışını kullanabilir ve Laue yöntemi, nokta şeklinin değişmesine müdahale ederek artık gerilimi kalitatif olarak belirleyebilir.

Şekil 4 X-ray yönteminin prensibi

Artık gerilim olmadığında, girişim noktaları noktalar olarak dağıtılır. Artık gerilim olduğunda, girişim noktaları uzar ve “Yıldız” şeklini gösterir.

(a) Artık gerilim yok（ b) Artık gerilim var

Şekil 5 Laue yönteminin ölçüm sonuçları

Debye yöntemi, Debye diyagramında kırınım çizgisinin konumu, genişliği ve yoğunluğuna göre belirlenebilen artık gerilmeyi nicel olarak ölçebilir.

Özetle, mekanik yöntem ve kimyasal yöntem, test edilecek nesneden yerel numune alınmasını gerektiren ve testten sonra hasarın geri dönüşü olmayan tahribatlı test yöntemleridir; X-ray yöntemi, nesnenin bütünlüğünü koruyabilen tahribatsız bir test yöntemidir. Mekanik yöntem, genellikle çubuk veya boru şeklindeki nesneler için uygun olan artık gerilmenin boyutunu ve dağılımını doğru bir şekilde belirleyebilir; Kimyasal yöntem, tel ve levha tipi nesneler için uygundur, ancak kimyasal yöntem yalnızca nitel yargıda bulunabilir, nicel tanımlamayı elde etmek zordur; X-ray yöntemi “tahribatsız” bir yöntem olmasına rağmen, sadece net ve keskin kırınım çizgileri verebilen bazı malzemeler için uygundur ve X-ray'in küçük projeksiyon yeteneğinden dolayı sadece bir kısmını algılayabilir. yüzeye yakın nesne.

Artık stresin çok fazla tehlikesi olduğundan, artık stresin ortadan kaldırılması, etkili eliminasyon yöntemi çok gereklidir. Dört eleme yöntemi vardır: ısıl işlem, statik yük basınçlandırma, titreşim yaşlanması ve mekanik işlem.

Isı tedavisi

Isıl işlem, artık gerilimi ortadan kaldırmak veya azaltmak için artık gerilimin termal gevşeme etkisini kullanmaktır. Genellikle tavlama ve tavlama kullanılır.

Statik yük basınçlandırma, iş parçasının artık gerilmesini, bütünün veya bir kısmının veya hatta mikro alanın plastik deformasyonu ile ayarlamaktır. Örneğin, kaynaktan sonra büyük basınçlı kaplar, kaynak artık stresini azaltmak için kaynak ekleminin az miktarda plastik deformasyona sahip olması için "şişkinlik" olarak adlandırılan içeride basınçlandırılır.

Şekil 6 Şişkinlik işleminden sonra büyük yağ deposu

VSR, İngilizce'de titreşim stresi giderme olarak adlandırılır. Titreşimli gerilim giderme (VSR), mühendislik malzemelerinin dahili artık gerilimini ortadan kaldırmak için yaygın bir yöntemdir. Titreşim yoluyla, iş parçasının iç kalıntı geriliminin vektör toplamı ve iş parçasının ek titreşim gerilimi, malzemenin akma dayanımını aştığında, malzemenin iç geriliminin gevşetilebilmesi için malzemede az miktarda plastik deformasyon meydana gelir. ve azaltıldı.

Şekil 7 suşu ölçülebilir VSR sistemi

Mekanik işlem, birbiriyle çarpışan parçalar, yüzey haddeleme, yüzey çekme ve yüzey boyutlandırma ve kalıpta ince presleme dahil olmak üzere nesnenin yüzeyindeki küçük plastik deformasyon yöntemini kullanarak artık gerilimi azaltmaktır. Örneğin, ütülemenin avantajlarından biri artık gerilimin ortadan kaldırılmasıdır.