¿Qué es el estrés residual?

Answer 1

El estrés residual se define como “el estrés residente dentro de un componente o estructura después de que se hayan eliminado todas las fuerzas aplicadas”.

La tensión residual de compresión actúa empujando el material, mientras que la tensión residual de tracción separa el material. Matemáticamente,

El esfuerzo de compresión es negativo y el esfuerzo de tracción es positivo. El estrés también puede

caracterizarse como tensiones normales que actúan perpendicularmente a la cara de un

materiales y tensiones de corte que actúan paralelas a la cara de un material. Existen

Un total de 6 tensiones independientes en cualquier punto dentro de un material representado por

ij donde i es la dirección en la que está actuando el estrés yj es la cara donde está el estrés

actuando.

¿Qué causa el estrés residual?

Las tensiones residuales se generan, en el equilibrio del material, después de la deformación plástica causada por las cargas mecánicas aplicadas.

cargas térmicas o cambios de fase. Los procesos mecánicos y térmicos aplicados a un componente durante el servicio también pueden alterar sus residuos.

estado de estrés

¿Qué es el estrés total en un componente?

El estrés total experimentado por el material en un lugar determinado dentro de un

componente es igual al esfuerzo residual más el esfuerzo aplicado.

ESTRÉS TOTAL = ESTRÉS RESIDUAL + ESTRÉS APLICADO

Si un material con una tensión residual de -400 MPa se somete a una carga aplicada

de +500 MPa. El estrés total experimentado por el material es la suma de

las dos tensiones, o +100 MPa. Por lo tanto, el conocimiento del estado de tensión residual es

importante para determinar las cargas reales experimentadas por un componente. En general, la tensión residual de compresión en la superficie de un

El componente es beneficioso. Tiende a aumentar la resistencia a la fatiga y la vida útil de la fatiga, ralentiza la propagación de grietas y aumenta la resistencia a

grietas asistidas por el medio ambiente, tales como grietas por corrosión bajo tensión y grietas inducidas por hidrógeno. Tensión residual a la tracción en el

la superficie del componente generalmente no es deseable ya que disminuye la resistencia a la fatiga y la vida útil de la fatiga, aumenta la propagación de grietas y

Reduce la resistencia al agrietamiento ambientalmente asistido.

Tipos de estrés residual

Las tensiones residuales pueden caracterizarse por la escala a la que existen dentro de un material. Tensiones que ocurren a largas distancias dentro de un

El material se denomina macro estrés. Las tensiones que existen solo localmente (ya sea entre granos o dentro de un grano) se llaman

micro estrés La tensión residual total en una ubicación dada dentro de un material es la suma de los 3 tipos de tensiones.

Tensiones tipo I: macro-tensiones que se producen a lo largo de distancias que involucran muchos granos dentro de un material.

Tensiones de tipo II: micro-tensiones causadas por diferencias en la microestructura de un material y ocurren a lo largo de distancias

comparable al tamaño del grano en el material. Puede ocurrir en materiales monofásicos debido al anisotrópico

comportamiento de granos individuales, o puede ocurrir en material multifase debido a la presencia de diferentes fases.

Estrés tipo III: existe dentro de un grano como resultado de imperfecciones cristalinas dentro del grano

Importancia del estrés residual

El estrés residual afecta:

• Bajo rendimiento de ciclo y alto rendimiento de fatiga

• Distorsión

• Formación de peen (distorsión controlada)

• traste

• Agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC) y agrietamiento iniciado por hidrógeno (HIC)

• Iniciación y propagación de grietas. (Tolerancia al daño)

• La distribución del estrés residual rara vez es como se supone en los modelos FE y / o la mecánica de fractura;

Se necesitan datos reales para mejorar la precisión y eficacia del modelado.

Los beneficios de medir y monitorear el estrés residual

• Optimizar los parámetros del proceso, como medir la efectividad del peening de una pieza en

ubicaciones críticas

• Proporcione una métrica cuantitativa para permitir especificaciones y decisiones Go / No-Go.

• Mejorar la calidad del producto, verificar la calidad del proveedor, la aprobación de la fuente de ingeniería (ESA)

• Mejore la seguridad y reduzca las fallas catastróficas.

• Extienda la vida útil de los componentes o la estructura asegurando que haya suficiente tensión residual de compresión

presente.

• Validar el área de reparación ha sido “restaurada” a las especificaciones originales.

• Requisitos de piezas de repuesto más precisos mediante el seguimiento de la degradación de la tensión residual; permitiendo la jubilación para

causa cuantitativa

• La información sobre el estrés residual puede mejorar la probabilidad de detección de otras técnicas no destructivas.

Manejo del estrés residual

Hay muchas formas de introducir y manejar tensiones residuales, entre ellas: técnicas de trabajo en frío, como el shot peening,

Choque láser, pulido ultrasónico, pulido, martillado, bruñido, pulido de baja plasticidad, laminado, acuñado y dividido

expansión de la manga, puede generar tensiones residuales de compresión. Técnicas de trabajo en caliente, como tratamiento térmico, enfriamiento controlado.

y el calentamiento localizado a menudo se utilizan para minimizar o reducir la magnitud de la tensión residual en los componentes. Cupones o Almen

las tiras a menudo se usan para controlar el proceso; desafortunadamente, no proporcionan información sobre el estrés residual resultante en

El componente real. Peening the Almen strip, por ejemplo, proporciona detalles sobre el proceso de peening, pero no sobre el resultado

tensión residual en la parte. Además, la tira de Almen no tiene en cuenta el procesamiento aguas arriba, la geometría compleja o la fase

cambios

Estrés residual superficial y subsuperficial

1. Las grietas por fatiga normalmente se inician en la superficie de un componente,

por lo tanto, las tensiones residuales superficiales son importantes para determinar la

potencial de iniciación de grietas y propagación inicial. Subsuperficie

El inicio de grietas generalmente solo ocurre si hay una falla o inclusión

subsuperficie.

2. Las tensiones superficiales también pueden influir fuertemente en la grieta del subsuelo

propagación.

3. Los gradientes de tensión superficial y subsuperficial son necesarios para

caracterizar los efectos del granallado, mecanizado u otra superficie

Procesos de modificación.

4. En casos específicos donde el mecanizado y otras modificaciones de superficie

están adecuadamente controlados, la tensión residual superficial puede usarse como un

Indicador de calidad del proceso.

Answer 2

Cuando las piezas de trabajo se someten a una deformación plástica que no es uniforme en toda la pieza, desarrollan tensiones residuales.

Estas son tensiones que permanecen dentro de una parte después de que se ha formado y se eliminan todas las fuerzas externas (aplicadas a través de herramientas y matrices); Un ejemplo típico es la flexión de una barra de metal.

El momento de flexión produce primero una distribución de tensión elástica lineal. A medida que aumenta el momento externo, las fibras externas en la barra alcanzan un nivel de tensión lo suficientemente alto como para causar ceder. Para un material típico de endurecimiento por deformación, finalmente se alcanza la distribución de tensiones que se muestra en la Figura, y la barra ha sufrido un final permanente.

Ahora eliminemos el momento flector externo en la barra. Tenga en cuenta que esta operación es equivalente a aplicar un momento igual pero opuesto a la barra; en consecuencia, los momentos de las áreas oab y oac en la Figura.

debe ser igual La línea oc, que representa el momento flector opuesto, es lineal, porque toda la descarga y recuperación es elástica.

La diferencia entre las dos distribuciones de tensión da el patrón de tensión residual dentro de la barra, como se muestra en la Figura. Tenga en cuenta la presencia de tensiones residuales de compresión en las capas ad y oe, y las tensiones residuales de tracción en las capas do y ef Debido a que no se aplican fuerzas externas, las fuerzas internas resultantes de estas tensiones residuales deben estar en equilibrio estático. Aunque este ejemplo involucra solo tensiones residuales en la dirección longitudinal de la barra, en la mayoría de los casos estas tensiones son tridimensionales.

Answer 3

A nivel atómico, el estrés es cuando los enlaces entre los átomos se estiran o comprimen. Cuando flexiona un resorte, introduce estrés, que luego se alivia cuando el resorte se relaja de nuevo a su estado libre, sin estrés residual.

Ahora imagine que dobla una barra de metal y no retrocede porque se ha deformado permanentemente. La barra se deformaba permanentemente porque los enlaces entre los átomos se estiraban hasta que se rompían. Cuando los enlaces se rompen, el estrés se alivia, por lo que no hay estrés residual. Sin embargo, cuando dobla la barra de metal, no todos los enlaces entre los átomos se estiraron lo suficiente como para romperse. En algunas regiones de la barra, los enlaces se estiraron o comprimieron un poco, pero aún están intactos. Sin embargo, debido a que la barra se deformó permanentemente y no volverá a su forma original, algunos de los enlaces estresados ​​pero no rotos permanecerán estresados. No están lo suficientemente estresados ​​como para romper (y aliviar el estrés al romper) y no pueden regresar a donde estaban, por lo que están atrapados.

Entonces, ¿por qué no pueden regresar? La barra de metal se deformaba de manera diferente en diferentes regiones. En algunos lugares hubo compresión a medida que la barra se deformaba, y en otros lugares hubo tensión. A medida que la barra fallaba y se deformaba permanentemente, el equilibrio entre las fuerzas de compresión y tracción se perdió en la rotura caótica de las uniones y el movimiento a gran escala del material. Una vez que se detiene la deformación, los diversos enlaces estresados ​​en diferentes regiones de la barra intentan relajarse, pero ya no pueden relajarse todos juntos como una barra feliz.

Piense en una barra elástica de metal que se flexiona un poco y luego vuelve a su forma original. Cuando se flexiona, hay regiones de tensión y regiones de compresión. Las regiones comprimidas empujan y las regiones tensas tiran para devolver la barra a su forma original. Sin embargo, si dobla la barra hasta que se deforme permanentemente, esa deformación (ruptura de las uniones) no se produce por igual en las regiones comprimidas y tensadas. Aunque varía de un material a otro, típicamente se rompen más enlaces en las regiones tensas que en las regiones comprimidas. Entonces, en las regiones tensas, el estrés se alivia (rompiendo enlaces), pero en las regiones comprimidas, el estrés no se alivia. Entonces, después de que se completa la deformación, las regiones comprimidas intentan volver a su forma original, pero las regiones que habían estado bajo tensión no quieren volver a saltar porque ya han aliviado su estrés al ceder. Así que ahora estas diferentes regiones están luchando entre sí. Eso es estrés residual.

Answer 4

Cuando se aplican cargas mecánicas o térmicamente inducidas a un objeto, el campo de tensión en una parte metálica puede no ser uniforme. Si el objeto está hecho de un material dúctil y algunas regiones exceden el límite elástico, entonces, cuando se eliminan las cargas que crearon la tensión, el cuerpo vuelve a un estado en el que las tensiones de reacción inversa permanecen en la pieza. Estos se llaman tensiones residuales.

Las tensiones residuales se pueden eliminar por varios métodos. Una forma es calentar el material a una temperatura a la que disminuya el límite elástico. Luego, cuando el objeto se enfríe, no quedarán tensiones por encima de ese límite elástico reducido térmicamente.

Otro método utilizado en la barra laminada y el material de la placa es estirar el material utilizando cilindros hidráulicos suficientemente grandes para que toda la sección transversal ceda al 1% – 3% de deformación. Luego, cuando se elimina la carga, quedan pocas o ninguna tensión residual. Por ejemplo, cuando esto se usa en alguna solución de aleaciones de aluminio recocido y luego el material se endurece con la edad, se denomina temple T651. Esto proporciona material de barra que se deformará mínimamente a medida que el material se elimina por mecanizado.

Answer 5

El estrés es un término de ingeniería que indica par o presión. Como término psicofisiológico significa cualquier cosa que ejerza una tensión indebida sobre cualquiera de las partes o sistemas de la mente y el cuerpo. Los cambios negativos se vuelven residuales si permanecen después del descanso o tratamiento ordinario.

Por ejemplo, durante nuestras horas de vigilia estresamos al cuerpo con lactatos comunes y otros productos bioquímicos que se producen cuando se usa el cuerpo o se preocupa, etc. El sueño es la forma natural de restaurar la mente-cuerpo a la normalidad. Es por eso que nos sentimos mejor cuando dormimos bien por la noche.

El problema es que el sueño no es lo suficientemente profundo como para deshacerse de todas las tensiones, por lo que los desequilibrios que quedan se vuelven “residuales”, almacenados en el cuerpo, para acumularse y convertirse en la causa del envejecimiento y la enfermedad.

La mayoría de las personas no saben que existe un tratamiento para el estrés residual. Al proporcionar un descanso que es más profundo que el sueño, la Mediación Trascendental elimina automáticamente las tensiones residuales y tiene un efecto acumulativo natural en una dirección positiva porque deja el sistema mente-cuerpo renovado porque ha borrado parte de esa tensión residual.

Aquí hay un par de enlaces que pueden ayudar:

5 nuevos hallazgos sobre el estrés y cómo TM puede

Ayuda: //www.pickthebrain.com/blo…

Answer 6

Una forma de tensión residual es la tensión que queda en una red metálica cuando se solidifica a partir de la masa fundida a una velocidad más rápida que la velocidad ideal. Los metales que se solidifican a partir de la masa fundida a velocidades más rápidas que la velocidad ideal tienen cierto nivel de desorden en su red cristalina. Esta desalineación y desorden en la red del metal es una forma de tensión residual. Estos sitios de desorden en la red pueden iniciar la corrosión, lo que lleva a una vida útil más corta para la vida útil del objeto metálico. El estrés residual puede liberarse al templar el metal. El temple implica calentar el metal solidificado a una temperatura en algún punto por debajo de su punto de fusión. Luego se mantiene a esa temperatura durante un cierto período de tiempo antes de dejar que se enfríe lentamente. El proceso de templado le da a la red cristalina del metal más posibilidades de realinearse en la red ideal a lo largo de su estructura, reduciendo así la tensión residual.

Answer 7

¿Cómo se puede medir el estrés residual? Descubre más en; Medición de estrés residual

Answer 8

“¿Cómo definimos el estrés residual?”

¿Estás hablando de estrés en el contexto de la física / ingeniería o la salud?

Le sugiero que consulte un diccionario apropiado para el contexto en el que se utiliza el término.