金属疲労は、金属故障の最も微妙なタイプの一つであり、最も危険なものの一つです。 金属の故障は、過度の引張荷重、せん断荷重、衝撃荷重から発生する可能性がありますが、いくつかを挙げると、金属疲労は、手遅れになる時点まで見過ごされてしまう可能性がある故障タイプです。

金属疲労は、繰り返し応力により金属部品が弱くなると発生します。 金属疲労には三つの段階があります。

• ステージワン: 一定量の負荷サイクルの後、金属疲労プロセス中に金属上に微小亀裂が形成され始める。 微小亀裂は、エッジのような幾何学的特徴を集中させる応力の周りに形成される傾向がある。 これらの微小亀裂を発生させるのに必要な応力は、実際には金属の最終引張強度および降伏引張強度よりも小さくなり得る。
• ステージ2：これらの微小亀裂は、繰返し荷重によって応力を受け続け、サイズが増加しました。
• ステージスリー: 最終的に、拡大された微小亀裂は、応力が急速な亀裂伝播を引き起こすのに十分な大きさに達し、金属破壊につながる。 ひびの表面は金属のタイプおよび金属の引張強さによって出現で異なっています。

金属疲労強度

金属疲労障害を止めるためには、金属の特性が疲労に抵抗する能力にどのように影響するかを理解することが重要です。 これらの中で最も明白で重要なのは、金属の疲労強度です。 疲労強度は、一定の応力レベルの繰り返しサイクルを通じて決定されたサイズと形状の材料試験片を実行する評価方法のグループである疲労試験に これは多くの応力レベルに対して行われ、特定の応力レベルで材料が破砕せずに耐えることができるサイクルの数を強調するグラフがプロットさ 金属の疲労強度についての情報を得ることは、金属疲労障害を回避するために非常に重要です。

金属疲労破壊のリスクを受ける一般的なアプリケーション

金属疲労は、すべてのアプリケーションのための考慮事項でなければなりません。 しかし、特に金属疲労破壊の危険性があるいくつかの部品および構造があります。 これらのいくつかの例は下記のものを含んでいます:

• ブリッジ
• 自動車サスペンション装置
• 金属スタンピング装置
• 飛行機のボディパーツ
• 高振動部品
• 家具

金属疲労を防ぐ方法

金属疲労は、適切なエンジニアリング上の考慮事項で軽減または完全に回避することができる現象である。….. 金属疲労を防止するための重要な方法の1つは、コンポーネントまたは構造設計でソフトウェア疲労解析を実行することです。 解析を実行し、毎回設計プロセスを反復することにより、金属の故障を回避することができます。 例えば、ソフトウェア解析では、相当な疲労荷重を受ける領域を明らかにすることができます。 これが穴のような幾何学的特徴の近くにあった場合、穴は他の場所に移動することができる可能性があります。 また、再設計では、金属疲労破壊の影響を受けにくい領域に応力を集中させることができます。

金属疲労を防止するための別の方法は、適切な材料選択によるものです。 異なった材料に異なった疲労の強さがあります。 例えば、鋼は通常、アルミニウム缶よりも高い量の応力サイクルに耐えることができます。 材料の疲労強度を決定し、それがアプリケーションとどのように一致するかを評価することにより、金属疲労破壊を回避することができます。

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