이번에는 피로(fatigue)파손에 대해 설명하겠습니다.
※ 이번 포스팅의 소제목 내부링크
1. 피로파괴의 개념
항복응력을 받지도 않았는데
계속 항복응력 이하의 응력이나 하중을 계속 받게되면
부품이나 기계가 파손이 됩니다.
여기서 피로파괴의 개념이 나옵니다.
피로파손 : 기계에 항복하중이하의 하중(반복,교번,변동)을 여러번 반복 작용하여 파손되는 것입니다.
항복응력의한 파손은 눈에 보입니다.
하지만 이 피로파손은 눈에 보이지 않는 현상이기에
반드시, 엔지니어는 이 피로를 고려해야합니다.
2. 피로의 성장과정
피로의 성장과정은 아래와 같습니다.
1단계 : 반복적인 소성변형으로 미세균열이 발생 ⇒ 2단계 : 균열성장 ⇒ 3단계 : 균열가속 및 파괴
여기서 2단계와, 3단계를 보면 균열이 성장되어 파괴됩니다.
이는 파괴역학하고 관련이 있습니다.
피로파괴에 대한 내용은 이전에 포스팅 되어있으니 참고바랍니다.
3. 피로 : 사이클에 따른 강도의 변화(내구한도)
그리고 각 재료마다가 피로한도가 있을수도 없을 수도 있습니다.
피로한도가 있는경우라는 것은
위 그래프 처럼
하중을 반복해서 계속주면(사이클)
어느 지점에서 더이상 강도가 떨어지지않고 수렴하는데
이 값을 "내구한도(피로한도)"라고 부릅니다.
이 내구한도(피로한도)를 갖는 재료는 철 재료입니다.
특히 강의 경우의 피로한도 값은
1400MPa 이하면 0.5*극한인장강도
1400MPa 초과하면 700MPa 입니다.
반대로 재료가 피로한도가 없다는 것은
계속 하중을 반복해서 주면
그 반복횟수(사이클)이 높을 수록 피로한도가 점점 낮아집니다.
그냥 끝이없이 계속 낮아집니다.
이런 피로한도가 없는 재료는
보통 비철금속이나 알루미늄 입니다.
그래서 특정사이클(꽤 큰값)에 피로강도를 정의를 따로 해놓는 경우가 있다.
혼동주의 : 피로한도가 없는 재료 ≠ 재료가 피로파괴되지않습니다.
다음에는 피로파괴에 대한 개념에 대해 이어서 포스팅 하겠습니다.
4. 피로에 대한 개념(2) (링크)
피로에 대한 개념을 자세히 설명하였으니,
링크를 참고하기 바랍니다.
앞으로도 엔지니어에게 좋은 지식과 정보를 이해하기 쉽게 글을 포스팅하겠습니다. (By. 요르문간드)
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