wiadomości o firmie CZYM JEST ZMĘCZENIE METALI?

CZYM JEST ZMĘCZENIE METALI?

Zmęczenie metalu jest jednym z najdelikatniejszych typów uszkodzeń metalu i jednym z najniebezpieczniejszych.Chociaż uszkodzenie metalu może wystąpić w wyniku nadmiernych obciążeń rozciągających, ścinających i udarowych, to zmęczenie metalu jest typem uszkodzenia, które może pozostać niezauważone aż do punktu, w którym jest za późno.

Co to jest zmęczenie metalem?

Zmęczenie metalu występuje, gdy części metalowe są osłabione z powodu powtarzających się naprężeń.Istnieją trzy etapy zmęczenia metalu:

Etap pierwszy: Po określonej liczbie cykli obciążenia na metalu zaczynają tworzyć się mikropęknięcia podczas procesu zmęczenia metalu.Mikropęknięcia mają tendencję do tworzenia się wokół cech geometrycznych skupiających naprężenia, takich jak krawędzie.Naprężenie wymagane do utworzenia tych mikropęknięć może w rzeczywistości być mniejsze niż maksymalna wytrzymałość na rozciąganie i granica plastyczności metalu.

Etap drugi: Te mikropęknięcia nadal były obciążane przez cykliczne obciążenia, powodując ich wzrost.

Etap trzeci: ostatecznie powiększone mikropęknięcia osiągają rozmiar, w którym naprężenia są wystarczające do spowodowania szybkiej propagacji pęknięć, co prowadzi do uszkodzenia metalu.Powierzchnia pęknięcia będzie miała różny wygląd w zależności od rodzaju metalu i jego wytrzymałości na rozciąganie.

Wytrzymałość na zmęczenie metalu

Aby zapobiec awariom związanym ze zmęczeniem metalu, ważne jest, aby zrozumieć, w jaki sposób właściwości metalu wpływają na jego odporność na zmęczenie.Najbardziej oczywistym i najważniejszym z nich jest wytrzymałość zmęczeniowa metalu.Wytrzymałość zmęczeniową mierzy się za pomocą testów zmęczeniowych, grupy metod oceny, które poddają próbki materiału o określonym rozmiarze i kształcie powtarzalnym cyklom o określonym poziomie naprężeń.Odbywa się to dla wielu poziomów naprężeń i wykreślany jest wykres, który pokazuje, ile cykli przy danym poziomie naprężenia materiał może wytrzymać bez pękania.Posiadanie informacji na temat wytrzymałości zmęczeniowej metalu jest niezwykle ważne, aby uniknąć uszkodzeń zmęczeniowych metalu.

Typowe zastosowania narażone na ryzyko uszkodzenia spowodowanego zmęczeniem metalu

Zmęczenie metalu powinno być brane pod uwagę we wszystkich zastosowaniach.Istnieje jednak kilka elementów i konstrukcji, które są szczególnie narażone na uszkodzenia zmęczeniowe metalu.Przykłady niektórych z nich obejmują:

Mosty

Wyposażenie zawieszenia samochodowego

Sprzęt do tłoczenia metali

Części ciała samolotu

Części o wysokiej wibracji

Meble

Jak zapobiegać zmęczeniu metali

Zmęczenie metalu jest zjawiskiem, które można zmniejszyć lub całkowicie uniknąć, stosując odpowiednie rozwiązania techniczne.Jedną z kluczowych metod zapobiegania zmęczeniu metalu jest przeprowadzanie oprogramowania do analizy zmęczenia projektów komponentów lub konstrukcji.Przeprowadzając analizę i iterując proces projektowania za każdym razem, można uniknąć uszkodzenia metalu.Na przykład analiza oprogramowania może ujawnić obszar narażony na znaczne obciążenia zmęczeniowe.Jeśli znajdowało się to w pobliżu elementu geometrycznego, takiego jak otwór, otwór może zostać przeniesiony w inne miejsce.Ponadto przeprojektowanie mogłoby skoncentrować naprężenia w obszarze, który byłby mniej narażony na uszkodzenia zmęczeniowe metalu.

Inną metodą zapobiegania zmęczeniu metalu jest odpowiedni dobór materiału.Różne materiały mają różne wytrzymałości zmęczeniowe.Na przykład stal może zazwyczaj wytrzymać większą liczbę cykli naprężeń niż puszka aluminiowa.Określając wytrzymałość zmęczeniową materiału i oceniając, w jaki sposób będzie ona pasować do zastosowania, można uniknąć uszkodzeń zmęczeniowych metalu.