금속 피로도란 무엇입니까?

금속 피로는 팬 블레이드가 제트 엔진에서 분리되어 손상을 입히거나 사망에 이르게 하는 것과 같이 경고 없이 치명적인 고장을 일으킬 수 있습니다. 금속 피로를 이해하고 예방하려면 먼저 금속의 응력에 대해 이해해야 합니다.

응력은 다양한 방식으로 적용될 수 있습니다. 예를 들어, 인장 응력은 구부러진 금속 와이어 조각의 외부 반경에서 발생합니다. 동시에 굽힘의 내부 반경에서 압축 응력이 발생합니다. 굽힘을 반대로 하면 압축 및 인장 응력이 반전됩니다.

반복적으로 이러한 응력 집중은 미세 균열을 유발합니다. 스트레스가 계속되면 균열이 커질 것입니다. 그리고 균열이 작기 때문에 눈에 보이는 경고가 거의 또는 전혀 없을 수 있습니다. 그 결과 예측할 수 없는 금속 피로 파손이 발생할 수 있습니다.

금속 피로를 유발하는 응력

굽힘 또는 방사형 응력 외에도 다른 유형의 응력이 금속 피로를 유발할 수 있습니다. 제조공정상 또는 소재 자체에 결함이 있을 수 있습니다. 부식, 부품 회전, 온도, 마모 또는 구조 설계로 인해 금속 피로가 증가할 수도 있습니다. 예를 들어, 구멍의 가장자리는 응력을 집중시키는 경향이 있지만 구멍은 부품이 피로에 덜 취약하도록 다른 곳에 배치될 수 있습니다.

금속 피로를 유발하는 응력은 일반적으로 재료의 극한 인장 강도보다 낮습니다. . 부품을 설계하는 엔지니어는 부품이 처리할 수 있는 반복 응력의 정도를 이해해야 하며 이는 부분적으로 금속의 피로 강도에 따라 다릅니다.

재료 피로 실패의 형태

금속 피로 파손은 다음을 포함한 다양한 형태의 피로에 반영될 수 있습니다.

• 열 피로 파괴 . 이러한 유형의 금속 피로는 온도 변화로 인해 발생합니다. 이러한 변화는 환경적 요인과 애플리케이션을 껐다가 켜는 과정에서 발생하는 온도 변동으로 인해 발생할 수 있습니다.
• 부식 피로 파손 . 일반적으로 금속을 손상시키는 부식성 환경 때문입니다. 부식은 초기에 기계적 손상과 피로를 유발할 수 있는 균열을 일으킬 수 있습니다.
• 진동 피로 파손 . 이름에서 알 수 있듯이 진동 피로는 장비가 작동 표준을 벗어난 수준에서 작동할 때 균열과 응력을 유발하는 진동 손상으로 인한 것입니다.
• 기계적 결함 . 이러한 유형의 금속 피로는 시간이 지남에 따라 발생하는 응력으로 인해 발생하며 부식 및 진동 피로 파손을 포함합니다.

금속 피로 강도 결정을 위한 설계 고려 사항

재료마다 피로 강도가 다릅니다. 재료의 피로 강도를 결정하기 위해 엔지니어는 파손될 때까지 여러 반복 하중에서 여러 개의 동일한 시편을 테스트합니다. 그런 다음 많은 데이터 포인트를 그래프에 표시하여 재료의 피로 한계를 결정할 수 있습니다.

구조 엔지니어는 이 알려진 값을 사용하여 부품 설계의 소프트웨어 피로 해석을 수행할 수 있습니다. 필요한 경우 내부 응력을 최소화하도록 부품을 재설계할 수 있습니다. 또는 피로 응력에 더 강한 다른 재료를 지정할 수 있습니다.

반복 응력으로 인한 금속 피로가 문제를 일으킬 수 있는 엔지니어링 설계는 다음과 같습니다.

• 회전하는 프로펠러가 있는 제트 엔진 터보팬
• 비행기 몸체 부분
• 오프로드 자전거
• 교통량 및 바람 진동이 있는 다리
• 자동차 서스펜션
• 제조 장비
• 진동 스트레스를 받는 모든 구성요소

금속 재료 고려사항

응용 분야에 적합한 금속 재료를 선택하면 금속 피로를 크게 줄이고 예방할 수 있습니다. 내부식성과 열전도성을 허용하는 금속은 까다로운 환경에 노출되는 응용 분야에 더 적합합니다. 우리는 모든 알루미늄, 스테인레스 스틸 및 강판 및 플레이트와 긴 제품에 대한 재료 테스트 보고서를 보낼 수 있습니다.

항공 금속 피로

항공기의 금속 피로는 항공기 부품에 가해지는 압력과 응력의 주기적인 특성으로 인해 흔히 발생합니다. 및 구성 요소. 시간이 지남에 따라 작은 균열의 크기와 범위가 증가할 수 있으며 금속 피로가 기계적 및 구조적 실패에 기여하는 요인이 될 수 있습니다.

기압, 대기 노출 및 일반적인 비행 조건은 알루미늄, 탄소강을 약화시킬 수 있습니다. 및 스테인리스 스틸 항공기 부품. 항공기에서 금속 피로가 발생하는 주요 영역:

• 구조적 압력 하에서 기능하는 스킨과 같은 외부 영역
• 내하중 구성요소가 높은 응력 환경에 노출되는 내부 영역

정기 유지 보수 및 검사는 항공기 금속 피로를 상쇄하는 데 도움이 될 수 있으며 항공기의 금속 표면을 연마하면 균열 및 피로의 영향을 늦출 수 있습니다.

고성능 금속 재료로 금속 피로 방지

적절한 디자인과 재료 선택은 금속 피로를 크게 줄일 수 있는 반면 연마는 응용 프로그램 마모. IMS는 모든 알루미늄, 스테인리스강, 강판 및 판 및 봉형 제품에 대한 재료 테스트 보고서를 보낼 수 있습니다.

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