殘餘應力

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連續輥軋空心結構截面英语hollow structural section上面有殘餘應力,因此在切割時出現裂口

殘餘應力是指固體材料在產生應力的主要來源去除之後,材料中仍存在的應力。殘餘應力可能是希望出現的特性,也可能是不希望出現的特性。例如雷射强化英语laser peening就可以在金屬材料(如發動機風扇葉片)加入很深,且對應用有益的壓縮應力,也用在強化玻璃上,可以做為智能手机的玻璃顯示幕,又大又薄,且有抗裂和抗劃傷等性質。不過在結構中不希望出現的殘餘應力可能會使結構提早失效。

產生殘餘應力的機制有許多種,包括非彈性(塑性)變形、(溫度循環下的)溫度梯度或是結構變化(相變)。像焊接產生的熱會造成局部的膨脹,可能是因為熔化的焊料,或是被焊接的工件。當焊件冷卻後,有些部份可能會比其他部份冷卻的更快,就會造成殘餘應力。像半导体器件制造微机电系统也可能會造成殘餘應力[1],不同熱力質特性和結晶特性的薄膜材料在不同的製程條件下沈積時,就可能會有殘餘應力。薄膜材料堆疊的應力變化非常複雜,可能有些層是壓縮應力,有些層就變成伸張應力。

相關條目[编辑]

參考資料[编辑]

  1. ^ Schiavone, G.; Murray, J.; Smith, S.; Desmulliez, M. P. Y.; Mount, A. R.; Walton, A. J. A wafer mapping technique for residual stress in surface micromachined films. Journal of Micromechanics and Microengineering. 2016-01-01, 26 (9): 095013 [2021-09-23]. Bibcode:2016JMiMi..26i5013S. ISSN 0960-1317. doi:10.1088/0960-1317/26/9/095013可免费查阅. (原始内容存档于2019-12-09) (英语). 

延伸閱讀[编辑]

  • Hosford, William F. 2005. "Residual Stresses." In Mechanical Behavior of Materials, 308–321. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-84670-7
  • Cary, Howard B. and Scott C. Helzer (2005). Modern Welding Technology. Upper Saddle River, 新泽西州: Pearson Education. ISBN 0-13-113029-3.
  • Schajer, Gary S. 2013. Practical Residual Stress Measurement Methods. Wiley. ISBN 978-1-118-34237-4
  • Kehl, J.-H., Drafz, R., Pape, F. and Poll, G. 2016. Simulative investigations of the influence of surface indentations on residual stresses on inner raceways for roller element bearings, International Conference on Residual Stresses 2016 (Sydney), DOI: 10.21741/9781945291173-69页面存档备份,存于互联网档案馆

外部連結[编辑]