Stress residuali
May 17, 2018
Una tensione residua è quella che esiste senza carico esterno o differenze di temperatura interne su una struttura o una macchina. Di solito è il risultato di operazioni di produzione o assemblaggio. Quando la macchina o la stalla viene messa in servizio, il servizio carica sollecitazioni eccessive. Se le tensioni residue si aggiungono alle sollecitazioni del carico di servizio, sono dannose, se si sottrae alle sollecitazioni del carico di servizio sono benigne.
Qui verranno forniti solo alcuni esempi di stress residui dannosi. Uno, nell'assemblaggio di macchinari, si verifica quando due alberi non sono in linea, e sono costretti a collegarsi mediante giunti rigidi. Le sollecitazioni risultanti negli alberi diventano tensioni di inversione quando gli alberi vengono ruotati. La correzione, quando l'allineamento perfetto non può essere raggiunto economicamente, come spesso accade, consiste nell'utilizzare accoppiamenti flessibili di un tipo necessario per il grado di disallineamento.
Le tensioni residue dannose derivano comunemente dal riscaldamento o dal raffreddamento differenziale. Una saldatura è un esempio comune. Il metallo di saldatura e le aree immediatamente adiacenti sono, dopo la solidificazione, ad una temperatura molto più elevata rispetto al corpo principale del metallo. La naturale contrazione del metallo lungo la lunghezza della saldatura è parzialmente impedita dal grande corpo adiacente di metallo freddo. Quindi le tensioni di trazione residue vengono impostate lungo la saldatura.
Una regola generale è che "l'ultimo a raffreddare è in tensione", sebbene vi sia un'eccezione se si verificano certe trasformazioni di una struttura errata. I metodi per minimizzare o invertire questi stress includono la ricottura per la riduzione dello stress e la martellatura o pallinatura della superficie indebolita. La ricottura richiede il riscaldamento dell'acciaio dolce a 600 ~ 650 ° C, alcuni acciai legati a 870 ° C , quindi mantenuti per un periodo di tempo, fluiti dal raffreddamento lento. Alcuni preriscaldamento di
le parti da unire possono minimizzare gli sforzi di trazione nelle saldature.
Uno strato superficiale sottile ma leggermente efficace di stress da compressione può essere indotto da processi di brunitura , ballatura e pallinatura dei rulli . Si vede che questi processi lavorano indurendosi sullo strato esterno, causando così la permanenza di sforzi di compressione, unitamente a minori sforzi di trazione negli strati interni adiacenti. Poiché lo strato di compressione è facilmente ottenibile tutt'intorno, questi processi sono adatti per invertire carichi e componenti rotanti dove lo stress varia tra tensione e compressione. Questi processi devono essere attentamente controllati in relazione alle pressioni e agli avanzamenti dei rulli, alle dimensioni e alla velocità dei pallini, ecc., Per i quali sono disponibili ampie informazioni nei libri e nei periodici di ingegneria.
Nel processo di brunitura a rullo , la superficie del componente viene lavorata a freddo da un rullo duro o molto lucido o da una serie di rulli. Questo processo viene utilizzato su varie superfici piatte, cilindriche o coniche (figura 39.1). La brunitura a rullo riduce la resistenza della superficie rimuovendo graffi e segni di utensili e induce benefiche sollecitazioni residue sulla superficie di compressione per una maggiore durata a fatica. La laminazione di bulloni e viti è da tempo parte di un processo di formatura che non solo forma ma rafforza i filetti per deformazione e flusso di grano attorno alle radici e inducendo tensioni residue compressive (continua)
