Tegasan Baki Kimpalan

Tegasan baki kimpalan merujuk kepada tegasan dalaman yang dijana dalam struktur yang dikimpal akibat ubah bentuk haba yang dikekang semasa proses kimpalan. Terutamanya, semasa pencairan, pemejalan, dan pengecutan penyejukan logam kimpalan, tegasan haba yang ketara dijana disebabkan oleh kekangan, menjadikannya komponen utama bagi tegasan sisa. Sebaliknya, tegasan dalaman yang timbul daripada perubahan dalam struktur metalografi semasa proses penyejukan adalah komponen sekunder tegasan sisa. Lebih besar ketegaran struktur dan lebih tinggi tahap kekangan, lebih besar tegasan baki, dan akibatnya, lebih ketara kesannya terhadap kapasiti galas beban struktur. Artikel ini membincangkan terutamanya kesan tegasan baki kimpalan ke atas struktur.

Kesan Tegasan Baki Kimpalan Terhadap Struktur atau Komponen

Tegasan baki kimpalan ialah tegasan awal yang terdapat pada keratan rentas komponen walaupun sebelum ia menanggung sebarang beban luaran. Semasa hayat perkhidmatan komponen, tegasan baki ini bergabung dengan tegasan kerja yang disebabkan oleh beban luaran, yang membawa kepada ubah bentuk sekunder dan pengagihan semula tegasan sisa. Ini bukan sahaja mengurangkan kekakuan dan kestabilan struktur tetapi juga, di bawah kesan gabungan suhu dan persekitaran, memberi kesan ketara kepada kekuatan keletihan struktur, rintangan patah rapuh, ketahanan terhadap retakan kakisan tegasan dan keretakan rayapan suhu tinggi.

Kesan terhadap Kekakuan Struktur

Apabila gabungan tegasan daripada beban luaran dan tegasan baki di kawasan tertentu struktur mencapai titik hasil, bahan di kawasan itu akan mengalami ubah bentuk plastik setempat dan kehilangan keupayaannya untuk menanggung beban selanjutnya, menyebabkan pengurangan keratan rentas berkesan. luas dan, akibatnya, kekakuan struktur. Sebagai contoh, dalam struktur dengan kimpalan membujur dan melintang (seperti kimpalan plat rusuk pada rasuk-I), atau yang telah mengalami pelurusan nyalaan, tegasan tegangan sisa yang ketara mungkin dijana dalam keratan rentas yang lebih besar. Walaupun julat pengedaran tegasan ini sepanjang panjang komponen mungkin tidak meluas, kesannya terhadap kekakuan masih boleh menjadi besar. Khususnya untuk rasuk dikimpal yang tertakluk kepada pelurusan nyalaan yang meluas, mungkin terdapat penurunan ketara dalam kekakuan semasa memuatkan dan lantunan berkurangan semasa memunggah, yang tidak boleh diabaikan untuk struktur yang mempunyai keperluan tinggi untuk ketepatan dan kestabilan dimensi.

Kesan pada Kekuatan Beban Statik

Untuk bahan rapuh, yang tidak boleh mengalami ubah bentuk plastik, tegasan dalam komponen tidak boleh diagihkan secara sama rata apabila daya luaran meningkat. Puncak tegasan akan terus meningkat sehingga mencapai had hasil bahan, menyebabkan kegagalan setempat dan akhirnya membawa kepada keretakan keseluruhan komponen. Kehadiran tegasan sisa dalam bahan rapuh mengurangkan kapasiti galas bebannya, yang membawa kepada keretakan. Bagi bahan mulur, kewujudan tegasan baki tegangan triaksial dalam persekitaran suhu rendah boleh menghalang berlakunya ubah bentuk plastik, dengan itu mengurangkan kapasiti galas beban komponen dengan ketara.

Kesimpulannya, tegasan baki kimpalan mempunyai kesan yang ketara terhadap prestasi struktur. Reka bentuk yang munasabah dan kawalan proses boleh mengurangkan tekanan sisa, dengan itu meningkatkan kebolehpercayaan dan ketahanan struktur yang dikimpal.