Quantification of Residual Stresses in Hot Rolled Steel Sheets by the Hole Drilling Method

Cuantificación de tensiones residuales en chapas de acero laminadas en caliente mediante el método de perforación de agujeros

El artículo aborda los problemas de cuantificación de las tensiones residuales en chapas laminadas en caliente producidas en diversos regímenes. Sobre la base de la distribución de tensiones a lo largo de la anchura y el espesor de la banda se señala sobre las posibilidades de deformación de la banda desde el plano como resultado de la acción del momento de torsión como una cantidad interna integral en la sección transversal. Para las tensiones no uniformemente distribuidas a lo largo del espesor de la chapa se desarrolló el nuevo método para la determinación de las tensiones residuales. La aplicación del método se describe en el artículo.

INTRODUCCIÓN

Las tensiones residuales en láminas son las tensiones que existen en el objeto en ausencia de carga externa. Estos esfuerzos son generados por proceso tecnológico o por carga previa. En principio, todos los procesos tecnológicos (laminación, formación, procesamiento térmico, etc.) generan tensiones residuales en el objeto producido [1 - 5].

La medición de las tensiones residuales no puede ser proporcionada por los procedimientos convencionales de análisis de tensión experimental, porque el indicador de tensión (medidor de tensión de resistencia eléctrica, revestimiento fotoelástico) es absolutamente insensible al historial de carga de la parte examinada y mide solo los cambios de tensión después de su instalación. Para la determinación de las tensiones residuales mediante indicadores estándar, las tensiones que quedan dentro de una estructura deben liberarse de alguna manera (con el indicador aplicado) para que los medidores registren el cambio de tensión inducido por la eliminación de tensiones. En el pasado, esto se lograba mediante la destrucción de la parte examinada mediante el corte de niveles de material en la superficie o mediante trepanación. Las galgas extensiométricas aplicadas antes de cortar la estructura dan una respuesta proporcional a las deformaciones provocadas por la liberación de tensiones residuales.

El cálculo de las tensiones residuales se basa en la presunción de que son elásticas. Muchas de estas técnicas están dedicadas a aplicaciones de laboratorio en muestras planas o cilíndricas y no es fácil adaptarlas a objetos reales de formas y tamaños arbitrarios. En el estado actual de desarrollo, el método de galgas extensométricas de perforación de orificios se utiliza preferentemente para una distribución uniforme o casi uniforme de la tensión residual a lo largo de la profundidad del material. Los procedimientos de obtención de datos y su interpretación para estos casos son bien elaborados y sencillos, pero en situaciones especiales son necesarios los tratamientos de verificación de la uniformidad de tensiones y otros parámetros. El laboratorio de los autores dispone de hardware y software para la medida de tensiones residuales variables a lo largo del espesor.