Образование остаточных напряжений

Остаточные напряжения при изготовлении деталей

Образование остаточных напряжений

Как известно, остаточными напряжениями называются напряжения, существующие в деталях при отсутствия внешних воздействий (силовых и температурных). Обычно эта напряжения остаются в деталях после процесса их изготовления.

Остаточные напряжения можно условно разделить на макронапряжения и микронапряжения. Их отличие состоит в скорости изменения напряжений по пространственной координате. Если в пределах размера зерна материала напряжения изменяются не существенно, то они могут быть отнесены к числу макронапряжений. Для таких напряжений вполне допустимо представление об изотропном материале. Обычные напряжения от внешних нагрузок относятся к макронапряжениям.

Макронапряжения претерпевают резкие изменения в пределах зерна (кристаллического агрегата). Они связаны с анизотропией кристаллов, ориентацией кристаллографических плоскостей, наличием различных фаз и т. д.

При оценке влияния остаточных напряжений на прочность и деформации детален учитывается действие макроскопических напряжений. Влияние микронапряжений не исследовано, так как неизвестен нормальный уровень этих напряжений и его изменение в связи с технологическими факторами; само распределение микро­напряжений подчиняется статистическим закономерностям.

В дальнейшем рассматриваются обычные остаточные напряжения (макронапряжения).

Образование остаточных напряжений при различных технологи­ческих процессах происходит различным образом. В основе их возникновения обычно лежат необратимые объемные изменения в материале.

Одним из наиболее типичных процессов является возникновение остаточных напряжений в результате предварительной пласти­ческой деформации. Часто эта деформация получается при нагрева­нии или охлаждении тела.