機械部品の疲労破壊を防ぐには？
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- 2021/6/23
概要
機械部品が疲労により故障すると、機械の正常な動作に影響を与え、故障の原因になることさえあります。この記事では、機械部品の疲労破壊を防ぐ方法を具体的に紹介します。
機械や設備を扱う場合、それらの部品は、疲労による故障につながる可能性のある周期的または変動的な負荷を受けることに注意する必要があります。現時点では、以下の機械部品の疲労破壊の理由と、設計プロセスでの予防策を知る必要があります。
次のような原因で疲労破壊が発生することがあります
(1)内部の不規則性または不連続性の存在。
(2)部品の加工工程自体に起因するばらつき。
(3)部品形状タイプ。これは、亀裂が広がる速度に影響します。
(4)環境影響：熱疲労、腐食疲労。
(5) 部品に小さなクラックが存在することも、早期疲労につながる可能性があります。亀裂の端は張力が蓄積する場所であり、周期的または変動的な荷重の影響を増幅します。周期的な負荷は、張力が最も集中するポイントにあるため、クラックをその端で成長させる内部張力の状態を引き起こします。その結果、突然の故障が発生するまで、クラックはますます成長します。
注意事項
1.まず、機械部品のバラツキは、応力が集中する特殊な領域であり、機械疲労強度に影響を与えることに留意する必要があります。
2.部品の形状も、亀裂が伝播する速度に影響します。応力集中領域の出現、断面の変化、キー溝、穴、または挿入コーナーの存在を支持する設計は、亀裂がより早く発生することを可能にします.
3.設計も疲労破壊に大きく影響します。幾何学的な不連続性は応力集中源として機能し、疲労による亀裂の起点になる可能性があります。不連続性が鋭くなるほど、応力の蓄積はより深刻になります。
4.構造の不規則性を回避したり、設計を修正したり、エッジに沿って角張ったエッジにつながる急激な変化を排除すると、疲労強度が高くなります。
5.部品の寸法も重要です。サイズを大きくすると、疲労限界が低下します。
6.切削加工により部品表面に発生する小さな傷や溝を防ぐために、研磨により表面仕上げを改善します。
7.コンポーネントが高温で炭素または窒素に富む雰囲気にさらされる浸炭および窒化プロセスによる表面硬化。この層は通常 1 mm の深さで、コアの素材よりも硬くなっています。
8. 変動または周期的なストレスは、心に留めておくべきもう 1 つの側面です。それらの荷重は、材料の疲労強度に存在する主要なパラメーターの 1 つである、破損が発生する前に多数のサイクルにわたって作用します。
9.中間の引張応力は、亀裂を広げるため、金属の疲労関連の性能を悪化させます。逆に圧縮応力はそれを改善します。
10.薄い表面層の残留圧縮応力により性能を向上させます。全体的な効果は、亀裂の核生成と疲労破壊の可能性が減少することです。
機械部品を設計する場合、疲労強度を高めることができるため、機械の動作効果に影響を与える高温や重負荷によって簡単に破損することはありません。上記の内容を確認した後、機械部品に関連する詳細情報を知りたい場合は、より詳細なソリューションについてお問い合わせください。
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