18.20 : Tensioni residue

Le tensioni residue permangono in una struttura anche dopo aver rimosso l'induttore di stress originale. Questo fenomeno spesso deriva da varie deformazioni plastiche nelle diverse parti di una struttura. Consideriamo un'asta allungata oltre il suo punto di snervamento. Non riacquisterà la sua lunghezza originale a causa della deformazione permanente. Anche dopo la rimozione del carico, lo stelo non perde del tutto la tensione a causa delle deformazioni plastiche irregolari, con conseguenti tensioni residue. Il calcolo di queste sollecitazioni nelle strutture è complicato. Fattori come gli sbalzi di temperatura durante la saldatura possono causare deformazioni plastiche, portando ad una riduzione dell'elasticità e alla generazione di tensioni residue.

Ad esempio, un tappo saldato a una piastra si riscalda notevolmente durante il processo, riducendone lo stress. Raffreddandosi dopo la saldatura, la sua elasticità aumenta provocando snervamento a livello di sollecitazione costante. Ciò si traduce in uno stress residuo vicino al carico di snervamento dell'acciaio. Le tensioni residue si verificano anche durante il raffreddamento dei metalli dopo la fusione o la laminazione a caldo. Gli strati esterni si raffreddano più velocemente del nucleo interno, riacquistando rigidità più rapidamente e portando a tensioni residue di trazione nel nucleo e di compressione negli strati esterni. Queste sollecitazioni possono essere significative e talvolta richiedono la rimozione attraverso il riscaldamento del campione e un raffreddamento lento. Comprendere e gestire le tensioni residue è fondamentale nella progettazione ingegneristica e nei processi di produzione, garantendo l'affidabilità e la durabilità di strutture e componenti.