A | B | C | D | E | F | G | H | CH | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
Zbytková napětí jsou napětí, která se vyskytují v materiálu bez působení vnějších sil. Zbytková napětí[1] jsou jedním z parametrů celkového stavu materiálu. Vznikají v důsledku technologických postupů výroby materiálu a mají vliv na jeho pevnostní, únavové nebo korozní charakteristiky. Obecně se uvažuje[kdo?, že tlaková zbytková napětí jsou výhodná a tahová zbytková napětí jsou nevýhodná – např. podporují vznik a rozvoj trhlin. Při vysokých hodnotách zbytkových napětí může docházet k nežádoucím deformacím vlivem jejich uvolňování a degradacím mechanických vlastností jak v případě tahových, tak i tlakových napětí.
Vznik zbytkových napětí
Vznik zbytkových napětí je v základním přiblížení spojen s výskytem plastické deformace: Zbytková napětí jsou rovna rozdílu mezi skutečnými napětími v pružně plastickém tělese a fiktivními napětími, které by v něm vznikly za předpokladu ideálně pružného materiálu. Z obecného hlediska však nemusí být zbytkové napětí nutně spojeno s plastickou deformací. Příčiny jejich vzniku lze rozdělit do několika skupin:
- Mechanické – nehomogenní plastická deformace při mechanickém zpracování materiálu.
- Tepelné – tepelná plastické deformace v důsledku nehomogenního teplotního pole.
- Chemické a strukturní – změny objemu materiálu v důsledku chemických reakcí, fázových přeměn a rozdílných fyzikálních vlastností jednotlivých fází.
- Vícevrstvé struktury – rozdílné fyzikální vlastnosti jednotlivých vrstev.
- Nové technologie – nerovnovážné podmínky procesu ve speciálních technologiích vytváření a modifikace materiálů.
- Konstrukční celky – nepřesnosti jednotlivých součástí spojených v konstrukčních celcích.
Ve většině případů působí více vlivů, které ovlivňují výsledná zbytková napětí v materiálu a jedná se tedy o tzv. sdružený proces. Za určitých okolností se mohou také uvolňovat nebo přerozdělovat. K takovým procesům může docházet např. při mechanickém namáhání, snížením meze kluzu, příp. strukturními změnami při ohřevu, výskytem mikrotrhlin, vlivem stárnutí nebo vlivem tečení materiálu (creep). Přerozdělení zbytkových napětí může vyvolat i vnější zatížení materiálu, především v případech, kdy se jedná o zatížení cyklické.
Rozdělení zbytkových napětí
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/3f/Obr_02_CZ_wiki_zbytkova_napeti.jpg/220px-Obr_02_CZ_wiki_zbytkova_napeti.jpg)
Průměrná hodnota zbytkových napětí na celém systému je nulová. Podle lokální prostorové změny lze zbytková napětí rozdělit na makroskopická (I. druhu), mikroskopická (II. druhu) a submikroskopická (III. druhu).
Makroskopická zbytková napětí jsou homogenní na oblastech řádově větších než je velikost zrna. Tato napětí se pojí s vnějším zatížením tělesa a ovlivňují jeho pevnostní vlastnosti. Jejich změna nebo uvolnění je spojena s makroskopickými změnami tvaru součásti. Matematicky lze makroskopická zbytková napětí vyjádřit jako průměrnou hodnotu napětí na dané oblasti.
Mikroskopická zbytková představují průměrnou odchylku od makroskopického napětí v daném místě. Vyrovnávají se v oblastech řádově o velikosti zrn a jsou svázána s anizotropií jednotlivých zrn, orientací krystalografických rovin, výskytem různých fází apod. Submikroskopická zbytková napětí jsou definovány jako místní odchylka od průměrného mikroskopického napětí. Jsou nehomogenní v oblastech řádově o velikosti několika atomárních vzdáleností a vznikají např. v souvislosti s krystalografickými defekty.
Maximální velikost zbytkových napětí je dána tzv. mezní hodnotou zbytkových napětí. Mezní hodnotě v případě obecné trojosé napjatosti odpovídá mez kluzu (plastické materiály), resp. mez pevnosti (křehké materiály) materiálu. V případě trojosé napjatosti, kdy σ_x = σ_y = σ_z, mezní hodnotu zbytkových napětí nelimituje mez kluzu, ale mez pevnosti materiálu.
Zjišťování zbytkových napětí
Zbytková napětí se zjišťují především pomocí experimentálních metod, které umožňují jejich přímé nebo nepřímé měření. Základní rozdělení metod pro měření zbytkových napětí je na destruktivní a nedestruktivní. Princip destruktivního měření spočívá v uvolnění původních zbytkových napětí porušením materiálu a vyhodnocení odezvy, většinou deformací. Princip nedestruktivních technik je v nalezení vztahů mezi fyzikálními nebo krystalografickými vlastnostmi materiálu a zbytkovým napětím.
Podle principu měření napětí, resp. deformací pak lze metody rozdělit na mechanické, difrakční a metody využívající fyzikálních vlastností materiálu.
- Mechanické metody jsou založeny na měření změny napětí při uvolnění stávajících zbytkových napětí nebo při vnášení zbytkových napětí v průběhu daného technologického procesu. Používají se průhybové metody, odvrtávací metoda[2], metody dělení a indentační metody.
- Difrakční metody se využívají pro měření zbytkového napětí u krystalických materiálů, které využívají specifických vlastností rozptylu záření na krystalové mřížce. Používá se rentgenové záření, synchrotronové záření, neutronové záření a elektronový svazek.
- Metody využívající fyzikálních vlastností materiálů jsou založené na změně některých specifických vlastností materiálu v závislosti na napětí, kterému je vystaven. Používají se elektromagnetické, ultrazvukové, piezospektroskopické, termomechanické nebo fotoelastické techniky.
Jednotlivé měřicí techniky lze vzájemně kombinovat. Nejčastěji používané z uvedených metod jsou odvrtávací metoda[2], difrakční metody a průhybové metody.
Reference
- ↑ Zbytková napětí, Západočeská univerzita v Plzni, Nové technologie - Výzkumné centrum, odbor Termomechanika technologických procesů. ttp.zcu.cz . . Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2015-05-20.
- ↑ a b Měření zbytkových napětí odvrtávací metodou, Západočeská univerzita v Plzni, Nové technologie - Výzkumné centrum, odbor Termomechanika technologických procesů. ttp.zcu.cz . . Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2015-05-20.
Externí odkazy
Obrázky, zvuky či videa k tématu zbytková napětí na Wikimedia Commons
- Měření zbytkových napětí odvrtávací metodou Archivováno 20. 5. 2015 na Wayback Machine., Západočeská univerzita v Plzni, Nové technologie - Výzkumné centrum, odbor Termomechanika technologických procesů
Text je dostupný za podmienok Creative Commons Attribution/Share-Alike License 3.0 Unported; prípadne za ďalších podmienok. Podrobnejšie informácie nájdete na stránke Podmienky použitia.
Antény
Chemické zdroje elektriny
Chladenie v elektrotechnike
Elektrická sústava automobilu
Elektrická trakcia
Elektrické prístroje
Elektrické súčiastky
Elektrické spotrebiče
Elektrické stroje
Čítanie (elektrotechnika)
Činný výkon
Štatistická dynamika
Živý vodič
Admitancia
Antiparalelné zapojenie
Asynchrónny motor
Blúdivý prúd
Bočník (elektrotechnika)
Diak (polovodičový prvok)
Displej s kvapalnými kryštálmi
Elektrická inštalácia
Elektrická rezonancia
Elektrická sila
Elektrická vodivosť
Elektrické zariadenie
Elektrický obvod
Elektrický zvonec
Elektroenergetika
Elektromer
Elektrometer
Elektromobil
Elektromotor
Elektromotorické napätie
Elektrotechnický náučný slovník
Elektrotechnika
Elektrotechnológia
Fázor
Faradayova klietka
Frekvencia (fyzika)
Graetzov mostík
Impedancia
Indukčnosť
Induktancia
Istič
Izolácia (elektrotechnika)
Izolant
Jadro vodiča
Jednobran
Jednosmerný prúd
Joulovo teplo
Katóda
Koaxiálny kábel
Kompenzácia účinníka
Konduktometria
Konektor (elektrotechnika)
Korónový výboj
Lanko (elektrotechnika)
Leptanie
Logické hradlo
Magnetická susceptibilita
Magnetizácia (veličina)
Merný elektrický odpor
Mobilné zariadenie
Napájací zdroj
Napäťový chránič
Napäťový násobič
Nortonova veta
Odpínač
Odpojovač
OLED
Olovený akumulátor
Paralelné zapojenie
Peltierov článok
Plošná hustota elektrického prúdu
Poistka (elektrotechnika)
Posuvný prúd
Prúdový chránič
Prenosové médium
Prieletový klystrón
Primárny elektrochemický článok
Reaktancia
Rekuperácia (dopravný prostriedok)
Relé
Reproduktorová výhybka
Rezistancia
Rozhranie (interface)
Sériové zapojenie
Seebeckov jav
Sekundárny elektrochemický článok
Settopbox
Skrat
Sonar
Spínač
Spínaný zdroj
Straty v mikropásikových vedeniach
Striedavý prúd
Stupeň ochrany krytom
Svetelná výbojka
Symetrizačný člen
Technická normalizácia
Tepelné relé
Tepelne vodivostný detektor
Termočlánok
Théveninova veta
Transformátor
Transformátor s fázovou reguláciou
Trojfázová sústava
Tuhá fáza (elektronika)
Tyratrón
Usmerňovač (elektrotechnika)
Uzemnenie
Uzol (vodiče)
Vírivý prúd
Výbojka
Varistor
Ventilátor
Vodič (elektrotechnika)
Voltov stĺp
Vstavaný systém
Zásuvka (elektrotechnika)
Zdroj (elektrotechnika)
Zisk antény
Text je dostupný za podmienok Creative
Commons Attribution/Share-Alike License 3.0 Unported; prípadne za ďalších
podmienok.
Podrobnejšie informácie nájdete na stránke Podmienky
použitia.
www.astronomia.sk | www.biologia.sk | www.botanika.sk | www.dejiny.sk | www.economy.sk | www.elektrotechnika.sk | www.estetika.sk | www.farmakologia.sk | www.filozofia.sk | Fyzika | www.futurologia.sk | www.genetika.sk | www.chemia.sk | www.lingvistika.sk | www.politologia.sk | www.psychologia.sk | www.sexuologia.sk | www.sociologia.sk | www.veda.sk I www.zoologia.sk