금속 피로
Overview
출처: 로베르토 레온, 버지니아 공대, 블랙스버그, 버지니아 토목 및 환경 공학부
민간 인프라 프로젝트에서 금속 피로 를 연구하는 것의 중요성은 1967 년 웨스트 버지니아 주 포인트 플레전트 (Point Pleasant)의 실버 브리지 붕괴로 주목을 받았습니다. 오하이오 강 을 가로지르는 안구 체인 현수교는 저녁 출퇴근 시간 동안 붕괴되어 0.1 인치 의 작은 결함이있는 단일 안구가 실패하여 46 명이 사망했습니다. 결함이 반복되는 적재 조건을 반복한 후 중요한 길이에 도달했으며 부서지기 쉬운 방식으로 붕괴를 일으켰습니다. 이 행사는 교량 엔지니어링 커뮤니티에서 주목을 받았으며 금속의 피로 를 테스트하고 모니터링하는 것의 중요성을 강조했습니다.
정상적인 서비스 조건에서 는 재료가 수많은 서비스(또는 일상적인) 부하의 적용을 받을 수 있습니다. 이러한 하중은 일반적으로 구조의 최종 강도의 최대 30%-40%입니다. 그러나 반복되는 하중의 발생 후, 최대 강도보다 훨씬 낮은 크기에서, 재료는 피로 실패라고불리는 것을 경험할 수 있다. 피로 실패는 갑자기 중요한 사전 변형없이 발생할 수 있으며 균열 성장과 빠른 전파와 연결되어 있습니다. 피로는 피로 저항에 영향을 미치는 많은 요인 (표 1)와 함께 복잡한 과정입니다. 이러한 복잡성은 교량, 크레인 및 거의 모든 유형의 차량 및 항공기와 같은 반복적인 하중을 받는 구조물에 대한 일상적이고 철저한 검사의 필수적인 필요성을 강조합니다.
| 스트레스 조건 | 재질 특성 | 환경 조건 |
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표 1. 피로에 영향을 미치는 요인
Procedure
- 사용되는 무어 회전 빔 기계에 적합한 치수 및 기계 구성이 있는 5개의 A572 등급 표본을 가져옵니다. 이 경우 우리는 긴 표본 2.40 및 0.15in. 직경이 0.50 인 및 0.04 인의 작은 목 섹션으로 회전 캔틸레버 설정을 사용합니다.
- 시편 치수 및 기계 구성의 경우, 낮은 응력으로 채취될 경우 사용되는 재료의 공칭 수율 응력의 ±75%, ±60%, ±45%, ±30% 및 ±15%와 동일한 굽힘 응력 범위를 생성하는 데 필요한 중량을 계산합니다. 이 실험을 위해 우리는 Fy = 50 ksi와 A572 등급 강철을 사용 하 여, 하나의 표본 각 응력 범위에서 테스트. ±15%의 스트레스 분노는 ±(0.15*50 ksi) = ±7.5ksi에 해당합니다. 통계적으로 유효한 데이터를 얻으려면 각 응력 범위에서 더 많은 표본을 테스트해야 합니다.
- 기계의 첫 번째 시편을 장착; 이 경우 빔 의 중간 근처에 목 섹션을 삽입하고 조심스럽게 빔이 중심에 대해 회전하도록 정렬해야합니다. 캔틸레버 시편은 스프링
Results
최종 결과는, 응력 범위 와 사이클 수의 관점에서, 도 2에서 입증된 바와 같이, 표로 세팅되고 플롯되어야 한다. 시편의 실제 수율 응력은 65.3ksi이고 인장 강도는 87.4 ksi였기 때문에 여기에 표시된 응력 범위는 수율의 23%와 92%에 해당합니다.
| 테스트 | 면적(2개)Application and Summary피로 장애는 대형 트럭에 의해 로드되는 다리와 같은 순환 하중을 받는 구조물에서 흔히 발생합니다. 이 실패 유형은 큰 응력 농도 또는 다중 축 응력 영역에서 기존의 작은 균열의 성장에 기인한다. 초기 균열 성장은 매우 느리지만 시간이 지남에 따라 가속화되며, 결국 균열이 소리와 실패의 속도로 전파되는 중요한 크기에 도달합니다. 피로 동작을 관리하는 주요 매개 변수는 사이클 수와 응?... Tags건너뛰기... Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. 판권 소유 |
