残余应变是指受力物体在外力消失后,保留一定形变的状态,即物体在受到外力后未完全恢复原来的状态,依然保留一定的形变和应力状态。
残余应变的存在是物体内部存在能量存储的结果,能量以形变的形式储存在物体内部,当外力消失时,内部储存的能量通过残余应变的形式释放出来。
残余应变主要分为弹性残余应变和塑性残余应变两种类型。弹性残余应变是指在弹性范围内,受力物体经历一次形变但在外力消失后回到原来的形态。而塑性残余应变是指在力学通常解释的弹性范围之外,受力物体发生塑性变形后,即使外力消失,也不会完全回复至原来的形态。
残余应变不只是一种理论上的现象,它还在许多工程领域发挥着作用。
例如,在铁路工程中,由于接缝的疲劳断裂,列车行驶时会产生较大的震动噪声。通过对铁轨进行预应力紧张,可以产生轻微的残余应变,这样就能够抵消列车通过时产生的振动,使行驶更加平稳。
此外,在机械制造领域,残余应变常被用于调整构件在局部区域的应力状态,从而提高构件的强度和耐蚀性。
残余应变的测试方法多种多样,其中一个比较简单的方法是采用敲击回声法。测试时,将敲击器放在测试物体上方,然后从下方对测试物体施加敲击。由于物体内部含有残余应变,因此敲击后将会发出不同的回声,从而推断出物体内部存在的应变。
此外,现代科技也提出了更为先进的方法,如光学拓扑法、红外热像法、弹性波法等。