O que significa estresse residual?
A tensão residual é uma tensão induzida pelo processo, congelada em uma peça moldada, que existe em um corpo na ausência de carga externa ou gradientes térmicos. Em um material ou componente estrutural, existem tensões residuais no objeto sem a aplicação de serviços ou outras cargas externas. Eles afetam uma peça de forma semelhante às tensões aplicadas externamente.
Uma tensão residual é a principal responsável pelo encolhimento e empenamento da peça. Quando uma carga de serviço externa é aplicada, a peça empena ao ser ejetada ou, posteriormente, racha, se forte o suficiente para superar a integridade estrutural da peça.
Industriapedia explica o estresse residual
As tensões residuais permanecem em um material sólido após a remoção da causa original da tensão. A tensão residual pode ser desejável ou indesejável. Por exemplo, o laser peening transmite tensões residuais compressivas profundas e benéficas em componentes de metal, mas em uma estrutura projetada, tensões residuais não intencionais podem causar falha prematura.
Tensões residuais podem resultar em distorção visível do componente. Os processos de fabricação são as causas mais comuns de tensões residuais, que influenciam os materiais, como segue:
- Comportamento de fadiga
- Força de quebra
- Resistência à corrosão
Existem poucos métodos de usinagem que não produzem novas tensões. Assim, ao projetar peças mecânicas, o papel da tensão residual é muito importante.
As tensões residuais ocorrem através de vários mecanismos, tais como:
- Deformações inelásticas (ou plásticas)
- Gradientes de temperatura durante o ciclo térmico
- Mudanças estruturais (ou transformação de fase)
Quando a tensão residual indesejada de operações de metalurgia anteriores está presente, a quantidade de tensão pode ser reduzida através do uso de vários métodos classificados como métodos térmicos ou mecânicos (não térmicos). Todos os métodos envolvem o processamento da peça para que toda a tensão seja aliviada.
O método térmico envolve a mudança uniforme da temperatura de toda a peça por meio de aquecimento ou resfriamento. As peças aquecidas são conhecidas como cozimento de alívio de tensão e as peças resfriadas são conhecidas como alívio de estresse criogênico.
Os métodos mecânicos incluem shot peening e laser peening. O shot peening normalmente usa um material de metal ou vidro, enquanto o laser peening usa feixes de luz de alta intensidade para induzir uma onda de choque que se propaga profundamente no material.
As tensões residuais são calculadas indiretamente medindo as deformações existentes no material, que geralmente são medidas por métodos mecânicos ou de raios-x.