Wat zijn resterende spanningen?
Restspanningen zijn spanningen in materiaal die worden geïntroduceerd tijdens de verwerkingsfase maar die blijven bestaan nadat het product is voltooid, in plaats van dat deze wordt opgelost zodra de bron van de spanning is verwijderd. Restspanningen kunnen worden gezien als spanningen die achterblijven in vervaardigde componenten. Soms worden deze spanningen opzettelijk geïntroduceerd om onderdelen onder spanning te houden om de levensduur van de slijtage te verlengen en andere functies te bieden. In andere gevallen worden restspanningen per ongeluk geïntroduceerd en zijn ze niet wenselijk.
Verwerking van materialen zoals metalen en kunststoffen gaat vaak gepaard met warmte, wat kan bijdragen aan de ontwikkeling van restspanningen. Restspanning bij lassen is bijvoorbeeld een probleem met sommige metalen componenten. Evenzo kunnen spanningen worden gecreëerd met kunststoffen die worden verwarmd en spuitgegoten. Andere processen zoals rollen kunnen soortgelijke spanningen veroorzaken in de materialen die ze gebruiken om te vormen of anderszins te werken.
Wanneer een restspanning niet gewenst en zorgvuldig gecontroleerd is, kan dit een probleem worden. Componenten kunnen defect raken als gevolg van restspanning die niet wordt geregeld; een bout kan bijvoorbeeld uit elkaar springen zonder enige druk. Restspanningen worden soms toegeschreven aan incidenten zoals brugstoringen waarbij geen andere oorzaken kunnen worden vastgesteld. Deze spanningen zijn moeilijk te meten, vooral nadat een componentstoring een onderdeel heeft beschadigd, waardoor het moeilijk is om te bestuderen en moeilijk de oorzaak van barsten en andere problemen te onderscheiden.
In andere gevallen zijn restspanningen eigenlijk gewenst. Een klassiek voorbeeld is de stress die gepaard gaat met hameren in een nagel. Wanneer een spijker in hout wordt gehamerd, zijn de resterende spanningen die door het proces worden gecreëerd, wat de spijker vasthoudt in plaats van hem terug te laten knallen. Evenzo worden messen en andere metalen componenten vaak gemaakt met restspanningen om barsten en vermoeidheid te beperken. In deze gevallen worden zorgvuldige kalibraties uitgevoerd om het gewenste niveau van spanning en controle tijdens de productie te bepalen, zodat componenten met de opgegeven kenmerken worden geproduceerd.
Er is apparatuur beschikbaar die kan worden gebruikt om restspanningsmetingen uit te voeren. Het meten van dergelijke stress is lastig omdat de meeste apparatuur is ontworpen om voortdurende stress te meten, zoals spanning die wordt veroorzaakt door het gebruik van een hulpmiddel. Stress die in wezen in een component is opgesloten, is moeilijker te meten. Bedrijven die apparatuur vervaardigen die kan worden gebruikt voor restspanningsmetingen, kunnen ook diensten voor het testen van materialen aanbieden waarmee bedrijven componenten voor testen kunnen verzenden in plaats van hun eigen tests uit te voeren.