Residuaalijännitteet

Residuaalijännitteet, eli jäännösjännitykset, ovat jännitystiloja, jotka jäävät materiaaliin sen valmistusprosessin, kuten muovauksen, hitsauksen tai koneistuksen jälkeen, tai sen käytön aikana, esimerkiksi lämpökuormituksen tai mekaanisen rasituksen seurauksena. Nämä jännitykset esiintyvät ilman ulkoista kuormaa ja voivat olla sekä vetäviä että puristavia.

Residuaalijännitteiden synty johtuu materiaalin paikallisesta plastisesta muodonmuutoksesta, joka aiheuttaa epätasapainon jännitystilojen välillä materiaalissa. Esimerkiksi hitsausprosessissa metallin nopeasta kuumenemisesta ja jäähtymisestä syntyy paikallisia tilavuuden muutoksia, jotka jättävät jälkeensä jännityksiä. Samoin, jos materiaali on muovattu niin, että sen eri osat ovat kokeneet erilaista muodonmuutosta, residuaalijännitteitä voi muodostua.

Residuaalijännitteillä voi olla merkittäviä vaikutuksia materiaalin ominaisuuksiin ja suorituskykyyn. Vetävät residuaalijännitteet voivat heikentää materiaalin väsymiskestävyyttä ja lisätä halkeilualttiutta, kun taas puristavat residuaalijännitteet voivat parantaa näitä ominaisuuksia. Ymmärtämällä ja hallitsemalla residuaalijännitteitä voidaan parantaa rakenteiden kestävyyttä ja käyttöikää. Niiden mittaamiseen ja hallintaan käytetään erilaisia menetelmiä, kuten röntgendiffraktiota, ultraäänitutkimusta ja pintamenetelmiä.