ورود عضویت درخواست پیش فاکتور
پدیده خستگی در فلزات
تجارت فلز

پدیده خستگی در فلزات

به طورکلی، پدیده خستگی فلزات (Metals Fatigue) هنگامی اتفاق می‌افتد که فلز تحت تنش‌های نوسانی قرار گیرد که در نهایت منجر به شکست ناگهانی قطعه می‌گردد. با پیشرفت تکنولوژی و افزایش وسایلی از قبیل خودرو، هواپیما، کمپرسور، پمپ توربین و غیره که تحت بارگذاری سیکلی هستند، پدیده خستگی بیشتر متداول شد و می‌توان گفت که علت حداقل ۹۰ درصد شکست‌های ناشی از دلایل مکانیکی حین کار، پدیده خستگی می‌باشد.

به طورکلی، شکست خستگی به شکست‌هایی که در شرایط بارگذاری دینامیک رخ می‌دهد، گفته می‌شود. مراحل مختلفی در پدیده خستگی رخ می‌دهد که شامل سخت شدن و نرم شدن، جوانه‌زنی ترک، رشد ترک، رشد سریع ترک و شکست می‌باشند. این مراحل، به طور کامل در ادامه دانش‌نامه مورد بحث قرار گرفته‌ است.

برای اطلاع از قیمت و خرید انواع مقاطع و محصولات فولادی اعم از ورق ck45، ورق st52 و ... میتوانید با کارشناسان شرکت تجارت فلز تماس بگیرید.

از آنجایی که شکست‌ها و گسیختگی‌های مکانیکی، زیان‌های جانی و مالی بی‌شماری را در طول تاریخ برجای گذاشته است. در نتیجه، مطالعه این پدیده از اهمیت زیادی در صنایع  مختلف برخوردار است. اهمیت پدیده خستگی، موجب می‌گردد تا یک مهندس طراح در تشخیص پارامترهای وابسته به مسئله خستگی دقت بیشتری کند.  این امر ممکن نیست مگر با انجام آنالیزهای کامل خستگی که اگر چه درمراحل اولیه هزینه ساز بوده اما در دراز مدت از بروز فاجعه و زیان‌های مالی و جانی بعدی جلوگیری می‌کند و این همان ضرورت انجام تست خستگی می‌باشد. 

مراحل خستگی در فلزات

مراحل خستگی فلزات

خستگی فلزات وقتی اتفاق می‌افتد که قطعات فلزی به دلیل تنش‌های مکرر ضعیف می‌شوند.  به طورکلی، خستگی فلزات سه مرحله دارد:

مرحله اول: پس از مقدار مشخصی از چرخه‌های بار، در طی فرایند خستگی فلز، ترک‌های ریز روی فلز شروع می‌شود. میکرو ترک‌ها تمایل دارند که در اطراف تنش ویژگی‌های هندسی مانند لبه‌ها را متمرکز کنند. تنش مورد نیاز برای ایجاد این میکرو ترک‌ها در واقع می‌تواند کمتر از استحکام کششی نهایی فلز باشد.

مرحله دو: این بار میکرو ترک‌ها همچنان تحت بارگذاری تحت فشار قرار می‌گیرند و اندازه آنها افزایش پیدا می‌کند.

مرحله سه: در نهایت، میکرو ترک‌های بزرگ شده به اندازه‌ای می‌رسند که تنش‌ها برای انتشار سریع ترک، به شکستگی فلز کافی باشد. سطح ترک بستگی به نوع فلز و مقاومت کششی فلز متفاوت خواهد بود.

به منظور جلوگیری از تخریب‌های حاصل از خستگی فلزاتی، مهم است که درک کنیم چگونه ویژگی‌های فلز بر توانایی و قابلیت مقاومت در برابر خستگی تأثیر می‌گذارد. استحکام خستگی یک فلز از طریق آزمایش خستگی اندازه‌گیری می‌شود که در این روش‌ ارزیابی، نمونه‌های مواد با اندازه و شکل تعیین شده تحت چرخه‌های مکرر با یک سطح تنش خاص قرار می‌گیرند. این کار برای بسیاری از سطوح تنش انجام شده است و گرافی رسم شده است که مشخص می‌کند، یک ماده تحت بارگذاری چند چرخه در یک تنش، بدون اینکه بشکند، مقاومت می‌کند. اطلاع از استحکام خستگی فلز برای جلوگیری از تخریب ناشی از خستگی فلز بسیار مهم است.

به طور کلی، قطعات فلزی که در معرض شکست خستگی فلزات قرار دارند، باید به طور ویژه مورد بررسی قرار گیرند. با این حال، چندین سازه و ساختار وجود دارند که به طور ویژه در معرض خطر شکست خستگی فلزات هستند. برخی از این موارد عبارتند از:

  •  پل‌ها
  •  تجهیزات تعلیق خودرو
  •  تجهیزات مهر زنی فلزی
  •  اعضای بدن هواپیما
  •  قطعات دارای لرزش بالا

چگونه از خستگی فلز جلوگیری کنیم؟

خستگی فلز پدیده‌ای است که می‌توان با ملاحظات مهندسی مناسب از آن کاسته یا به طور کلی از آن اجتناب کرد. یک روش کلیدی برای جلوگیری از خستگی فلزات، اجرای تجزیه و تحلیل خستگی نرم افزاری بر روی قطعات و سازه‌ها است. با اجرای آنالیز و تکرار فرایند طراحی در هر بار، می‌توان از تخریب فلز جلوگیری کرد. به عنوان مثال، تجزیه و تحلیل نرم افزار می‌تواند منطقه‌ای را که تحت فشارهای خستگی قابل توجهی قرار دارد، نشان دهد. اگر فشارهای خستگی نزدیک به یک شکل هندسی مانند یک سوراخ باشد، می‌توان سوراخ را به جای دیگری منتقل کرد. همچنین، با طراحی مجدد می‌توان تنش‌ها را به ناحیه‌ای متمرکز کرد که کمتر دچار شکست خستگی فلزات شود.

روش دیگر برای جلوگیری از خستگی فلزات از طریق انتخاب مواد مناسب است. مواد مختلف استحکام خستگی متفاوتی دارند. به عنوان مثال، فولاد به طور معمول می‌تواند مقادیر بیشتری از چرخه‌های تنش را نسبت به  آلومینیوم تحمل کند. با تعیین استحکام خستگی یک ماده و ارزیابی چگونگی مطابقت آن با کاربرد، می‌توان از شکست خستگی فلز جلوگیری کرد.

برای اطلاع از قیمت آهن و مقاطع فولادی به قسمت محصولات سایت تجارت فلز مراجعه فرمایید. علاوه براین، می‌توانید با مشاورین متخصص ما تماس حاصل فرمایید تا شما مشتریان عزیز را در این زمینه راهنمایی کنند.

تجارت فلز، تامین فلزات صنایع
شماره تماس: 49143 - 021

دیدگاه کاربران

دسته بندی دانش نامه