esfuerzos residuales

Contenido

Resumen
Introducción
1. Esfuerzos Residuales
1.1 Introducción
1.2 Definición Mecánica del Esfuerzo y la Deformación
1.3 Medida de los Esfuerzos con Difracción de rayos X
1.4 Método del
1.5 Esfuerzo Residual en Películas Delgadas
1.5.1 Esfuerzos Térmicos
1.5.2 Esfuerzos Intrínsecos
1.5.2.1 Esfuerzos Residuales Tensiles
1.5.2.1 Esfuerzos Residuales Compresivos
1.6Esfuerzos Residuales en Multicapas
1.6.1 Esfuerzos en la Intercara
1.7 Evolución del Esfuerzo Residual en la Microestructura
1.8 Difracción de rayos X en Películas Delgadas
1.9 Geometría de Incidencia Rasante
1.10 Perfil de Profundidad
1.11 Perfil de Curve (Barrido )
1.12 Modelos de Interacción de Grano
1.13 Modelamiento de los Esfuerzos Residuales por Difusión

Bibliografía







1.Esfuerzos Residuales
1.1 Introducción
La evaluación de los Esfuerzos Residuales es una etapa importante en el mejoramiento del desempeño de los materiales, el control de la deformación de los componentes y la comprensión en los procesos industriales. En general los esfuerzos residuales tienen varios orígenes: mecánico, térmico, termo-mecánico o termo-químico.
En general estos EsfuerzosResiduales son causados por una inhomogeneidad en la deformación la cual es generada desde uno o más de tres orígenes físicos fundamentales: flujo plástico, cambio de volumen y dilatación térmica. Una incompleta relajación lleva de la deformación elástica asociado con estos fenómenos a un esfuerzo residual.
En el sólido hay, además, incompatibilidades locales causados por defectos del cristal,dislocaciones, fronteras del grano, partículas de segunda fase, etc. El origen exacto del esfuerzo va a depender de la escala de observación.
Se pueden distinguir tres clases de esfuerzos residuales en un material de acuerdo a la longitud de la escala:

(1.1)
Donde es el macro-esfuerzo que representa el promedio de los esfuerzos residuales sobre muchos granos, que surge delcrecimiento de la película y de la diferencia de la expansión térmica correspondiente al cambio del parámetro de red y puede ser obtenido del desplazamiento del pico de difracción. micro-esfuerzo se define como la diferencia entre el promedio de los esfuerzos residuales de un grano particular y el macro-esfuerzo, es inducido por la anisotropía plástica y elástica entre granos dando lugar al corrimientode un pico y su ensanchamiento. micro-esfuerzo es la variación del esfuerzo dentro de un grano específico, que surge de los defectos por dislocación a causa de fluctuaciones locales de los parámetros de red (micro-deformaciones) y afecta el ensanchamiento del pico y su intensidad [1].

1.2 Definición Mecánica del Esfuerzo y la Deformación
Consideremos un cubo sólido en el que todas sus carasson sometidas por una fuerza externa (Fig. 2.1), dichas fuerzas generan esfuerzos. Puesto que el cuerpo está en equilibrio estático, las fuerzas sobre las caras mutuamente paralelas serán iguales en magnitud pero de signo opuesto. Tanto la fuerza como el esfuerzo en cualquier cara del solido se puede descomponer en tres componentes: dos en el plano que actúan y el tercero normal a esteplano. Entonces el esfuerzo para el sólido es representado por un tensor de segundo orden :
(1.2)
Donde Fi el componente de fuerza en la dirección xi que actúa en el elemento de volumen caracterizado por la superficie dSj, cuya normal está en la dirección xi.


Fig. 1.1 Componentes del esfuerzo en un cubo sometido a una fuerza externa en todas las caras. La notación completa puedeser escrita en el sistema de referencia:
(1.3)
Los elementos de la diagonal representan el esfuerzo normal en planos normal a la dirección de los ejes elegidos, y los otros elementos son los esfuerzos cortantes.
El tensor del esfuerzo es simétrico () y puede ser diagonalizado, lo cual significa que para cualquier punto se puede seleccionar un sistema de ejes particular llamado ejes...