금속의 피로 현상이 반복 하중에 의해 누적되는 과정과 이를 방지하는 설계
금속은 반복적으로 응력이 가해지면 피로에 의한 파손이 발생합니다. 이러한 문제를 해결하고 예방하기 위한 재료의 설계나 가공 기술은 무엇이 있나요?
안녕하세요. 한만전 전문가입니다.
금속의 피로파괴는 응력이집중되는 부위의 결정내부에 특정슬립의 면을따라 전위들이 움직이며 누적 됩니다. 이 누적되어 모여진 부위에 핵이 형성되어 균열이 시작되고 반복적 응력이가해지며 균열부위가 전위되며 결국에는 파괴되게 됩니다. 또한 기공이나 불순물이 있는 부분은 결정립이 끊어져 있기 때문에 더 쉽게 전위들이 쌓이게 되며 파괴의 원인이 됩니다. 이런 현상은 결정립이 미세할수록 덜 발생되어 내피로성이 증가하게 되며 또 금속내부의 불순물, 기공등이 적을 수록 내피로성이 증가하게 됩니다. 즉 피로강도를 높이기 위해서는 결정립을 균일하고 미세하게 해야하며, 불순물과 기공등을 최소화 해야 합니다. 가공시에는 표면흠을 가능한 최소화 하여 표면흠으로부터 발생되는 균열전위도 방지해야 합니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
금속의 피로는 반복 하증이 결합 부위에 응력을 집중시키며 미세 균열을 형성하고 점차 확산되는과정에서 누적됩니다 이를 방지하기 위해 합금 조성 최적화 열처리나 표면 경화 같은 가공 기술로 내부결함을 줄이고 강도를 높이는 설계가 활용됩니다
안녕하세요. 한성민 전문가입니다.
복합재료 사용이 있습니다 예를들어 콘크리트 구조물을 보면 철심을 사이에 두고 콘크리트를 쌓습니다. 그러면 상호보완적인 관계가 될 수 있습니다 :)
안녕하세요.
금속은 계속 힘을 받다 보면 겉에서 작은 균열들이 생기고, 그게 조금씩 커져서 결국에는 부서집니다. 이걸 피로 파손이라고 부르죠. 그래서 표면을 단단하게 만드는 경화처리를 하거난 미세하게 두드려서 압축응력을 줘서 균열이 안생기게 하는 방법들이 쓰이고 있습니다. 그리고 설계할 때 모서리나 구멍 부분처럼 힘이 몰리는 곳을 줄여 훨씬 오래 버틸 수 있게 재료를 설계하기도 한답니다.
감사합니다,
장도연이 추천하는 아하!
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