18.20 : الضغوط المتبقية

توجد الضغوط المتبقية في الهيكل حتى بعد إزالة محفز الإجهاد الأصلي. تنشأ هذه الظاهرة غالبًا من التشوهات البلاستيكية المتنوعة عبر أجزاء مختلفة من الهيكل. لنفترض أن قضيبًا ممتدًا إلى ما هو أبعد من نقطة خضوعه. لن يستعيد طوله الأصلي بسبب التشوه الدائم. حتى بعد إزالة الحمل، لا يفقد القضيب الضغط تمامًا بسبب التشوهات البلاستيكية غير المتساوية، مما يؤدي إلى ضغوط متبقية. حساب هذه الضغوط في الهياكل أمر معقد. عوامل مثل تغيرات درجة الحرارة أثناء اللحام يمكن أن تسبب تشوهات بلاستيكية، مما يؤدي إلى انخفاض المرونة وتوليد الضغوط المتبقية.

على سبيل المثال، يتم تسخين سدادة ملحومة بلوحة بشكل كبير أثناء العملية، مما يقلل من إجهادها. عندما يبرد بعد اللحام، تزداد مرونته، مما يؤدي إلى الخضوع عند مستوى إجهاد ثابت. يؤدي هذا إلى إجهاد متبق قريب من قوة خضوع الفولاذ. تحدث الضغوط المتبقية أيضًا أثناء تبريد المعادن بعد الصب أو الدرفلة على الساخن. تبرد الطبقات الخارجية بشكل أسرع من النواة الداخلية، وتستعيد الصلابة بشكل أسرع وتؤدي إلى ضغوط شد متبقية في القلب وضغط في الطبقات الخارجية. يمكن أن تكون هذه الضغوط كبيرة، وتتطلب في بعض الأحيان إزالتها من خلال إعادة تسخين العينة والتبريد البطيء. يعد فهم الضغوط المتبقية وإدارتها أمرًا بالغ الأهمية في التصميم الهندسي وعمليات التصنيع، مما يضمن موثوقية ومتانة الهياكل والمكونات.