[0217]残留応力とはなんですか？
説明１
残留応力とは何ですか？
残留応力は、材料が外部の力を受けた後に、その力が取り除かれても残る応力のことを指します。これは、変形や変位が発生した結果として、材料内部に残る応力です。
残留応力の原因は何ですか？
残留応力の主な原因は、材料に外部の力や熱がかかり、それが一時的な変形や組織変化を引き起こすことです。これには冷間加工、熱処理、溶接などが含まれます。
残留応力は材料の物理的な特性にどのように影響しますか？
残留応力は材料の強度、靱性、疲労寿命などに影響を与える可能性があります。これは、応力分布や変形の不均一性が材料の特性に影響を与えるためです。
残留応力の測定方法は何ですか？
残留応力は非常に微細で直接測定が難しいことがあります。一般的な手法には、X線応力測定法、ネットシーシーメソッド、ホールドドリリング法などがあります。
残留応力の管理や軽減方法はありますか？
残留応力の管理や軽減には、適切な熱処理、冷間加工の最適化、応力緩和焼鈍などが含まれます。これにより、材料の性能や耐久性を向上させることが可能です。
説明2
残留応力は、insidious と形容されることがあります。知らぬ間に進行する，潜行性のという意味です。見ためでは、どのくらい危ないかわからないし、その存在を意識しないこともあります。しかしながら、時に破壊をももたらします。それを比較的簡単にみえるようにするのが、X線による残留応力測定です。
残留応力には以下の性質があることがわかっています。
残留応力と外部からの応力は、弾性域においては加算されます。
引張応力は、疲労破壊、亀裂の進展、応力腐食割れを発生させます。
圧縮応力は疲労破壊、亀裂の進展、応力腐食割れの発生を抑えます。建築物等においては座屈の問題を引き起こします。
圧縮であれ引張であれ高い応力があると、クリープや機械加工での変形がおきる可能性があります。
残留応力の発生と軽減は、温度変化(組織的な変態を含む)および機械的な加工、振動、打撃等によってもたらされます。したがって、ピーニングや熱処理によって狙った応力的な効果が達成されているかを確かめることは、応力測定の目的になります。
一部引用 Mechanical Relaxation of Residual Stress STP993 ASTM