Perusjännitysten

Perusjännitysten (plural) on termi, jota käytetään kuvaamaan materiaalin tai rakenteen luontaisia tai valmiiksi syntyneitä jännitteitä ennen ja itsenäisesti ulkoisista kuormituksista. Suomessa perusjännityksiä tarkastellaan usein samalla tavalla kuin jäännösjännitteitä: ne voivat olla sekä venytettyjä että puristettuja ja voivat jakautua epätasaisesti kappaleen eri osiin. Jännitykset syntyvät materiaalin käsittelyn, valmistuksen ja lämpötilahistoriaan liittyvien prosessien seurauksena, sekä geometrisista rajoituksista ja faasinmuutoksista.

Perusjännitysten lähteisiin kuuluvat muun muassa kuumamuokkauksen tai kylmämuokkauksen aiheuttamat plastiset vääristymät, hitsaus, valukappaleen jäähdytys- ja jäähdytyserot sekä lämpötilagradientit. Myös materiaalin historiasta, kuten edelleen muuttuvista faasikerrostumista tai lujitusprosessien aiheuttamista sisäisistä jännityksistä, voidaan puhua perusjännityksinä. Näitä jännitteitä voidaan pitää ennenkuin ulkoiset kuormat vaikuttavat kappaleeseen.

Perusjännitysten havaitseminen ja arviointi on useimmiten ei-tuhoutuvia menetelmiä hyödyntäen haastavaa. Yleisimmät menetelmät ovat kuten röntgen- tai neukliondiffraktiomittaukset sekä läpivirtäviä menetelmiä kuten reikäpora- tai kontuurimenetelmät. Monimutkaisissa geometioissa ja paksuissa kappaleissa mittaukset voivat olla teknisesti vaativia, ja tulkinta vaatii usein sekä kokeellisia että laskennallisia lähestymistapoja.

Perusjännitysten ymmärtäminen ja hallinta on tärkeää suunnittelussa ja valmistuksessa, sillä ne vaikuttavat lujuuteen, väsymiseen, muodonmuutoksiin ja telakointiin. Erityisesti raportoidut tai hallitsemattomat perusjännitykset voivat johtaa ennenaikaiseen halkeiluun tai rakenteen epätoivottuun kestävyyteen. Termiä käytetään pääasiassa suomenkielisessä teknisessä kirjallisuudessa; englanniksi vastineina voivat olla residual stresses tai intrinsic stresses kontekstista riippuen.