金属疲労とは何ですか？
金属疲労は、ファンブレードがジェットエンジンから分離するなど、警告なしに壊滅的な障害を引き起こす可能性があります。損傷や死さえも引き起こします。金属疲労を理解して防止するには、まず金属の応力について理解する必要があります。
応力はさまざまな方法で適用できます。たとえば、曲げられた金属線の外径に引張応力が発生します。同時に、曲げの内側の半径で圧縮応力が発生します。曲げを逆にすると、圧縮応力と引張応力が逆になります。
何度も繰り返すと、このような応力集中によりマイクロクラックが発生します。応力が続くと、亀裂が大きくなります。また、亀裂が小さいため、目に見える警告はほとんどまたはまったくない場合があります。その結果、予測できない金属疲労破壊が発生する可能性があります。
金属疲労を引き起こす応力
曲げまたは半径方向の応力に加えて、他のタイプの応力が金属疲労を引き起こす可能性があります。製造工程や素材自体に欠陥がある可能性があります。金属疲労の増加は、腐食、部品の回転、温度、摩耗、または構造設計によっても発生する可能性があります。たとえば、穴のエッジは応力を集中させる傾向がありますが、穴を別の場所に配置して、成形品が疲労しにくくすることができます。
金属疲労を引き起こす応力は、通常、材料の最大引張強度よりも低くなります。 。部品を設計するエンジニアは、部品が処理できる繰り返し応力の量を理解する必要があります。これは、金属の疲労強度に部分的に依存します。 
材料疲労破壊の形態
金属疲労破壊は、次のようなさまざまな形態の疲労に反映される可能性があります。
- 熱疲労破壊 。この種の金属疲労は、温度変化によって発生します。これらの変化は、環境要因や、アプリケーションのオンとオフを切り替えることによる温度変動によって引き起こされる可能性があります。
- 腐食疲労破壊 。通常、金属を損傷する腐食環境が原因です。腐食は最初に亀裂を引き起こし、機械的損傷や疲労を引き起こす可能性があります。
- 振動疲労破壊 。名前が示すように、振動疲労は、機器が動作基準から外れたレベルで機能しているときに亀裂や応力につながる振動損傷によるものです。
- 機械的な故障 。このタイプの金属疲労は、時間の経過とともに発生する応力によるものであり、腐食や振動による疲労破壊が含まれます。
金属疲労強度を決定するための設計上の考慮事項
材料が異なれば、疲労強度も異なります。材料の疲労強度を決定するために、エンジニアは、破損するまで、異なる繰り返し荷重の下で複数の同一の試験片をテストします。次に、このようなデータポイントの多くをグラフにプロットして、材料の疲労限度を決定できます。
この既知の値を使用して、構造エンジニアは部品設計のソフトウェア疲労解析を実行できます。必要に応じて、内部応力を最小限に抑えるように部品を再設計できます。または、疲労応力に対してより耐性のある別の材料を指定することもできます。
繰り返しの応力による金属疲労が問題を引き起こす可能性があるエンジニアリング設計には、次のものがあります。
- 回転プロペラを備えたジェットエンジンターボファン
- 飛行機のボディパーツ
- オフロードバイク
- 交通と風の振動のある橋
- 自動車のサスペンション
- 製造設備
- 振動応力下のコンポーネント
金属材料に関する考慮事項
アプリケーションに適切な金属材料を選択すると、金属疲労を大幅に低減および防止できます。耐食性があり、熱伝導性を可能にする金属は、厳しい環境にさらされるアプリケーションに適しています。すべてのアルミニウム、ステンレス鋼、鋼板、および長尺製品の材料テストレポートを送信できます。
航空金属疲労
航空機の金属疲労は、航空機部品への圧力と応力の周期的な性質により一般的に発生します。およびコンポーネント。時間の経過とともに、小さな亀裂のサイズと範囲が大きくなる可能性があり、金属疲労が機械的および構造的破損の原因となる可能性があります。 
圧力、大気圧、および一般的な飛行条件により、アルミニウム、炭素鋼が弱くなる可能性があります、およびステンレス鋼の航空機コンポーネント。航空機で金属疲労が発生する主な領域：
- 構造的な圧力の下で機能するスキンなどの外部領域
- 耐荷重コンポーネントが高応力環境にさらされる内部領域
高性能金属材料による金属疲労の防止
適切な設計と材料の選択により、金属疲労を大幅に低減でき、研磨により、アプリケーションの損耗。 IMSは、すべてのアルミニウム、ステンレス鋼、鋼板、および長尺製品の材料テストレポートを送信できます。
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