피로 파괴는 금속 부품의 주요 파괴 형태 중 하나입니다. Wöhler의 고전적인 피로 연구 발표 이후, 다양한 하중과 환경 조건에서 테스트할 때 다양한 재료의 피로 특성이 완전히 연구되었습니다. 대부분의 엔지니어와 설계자들이 피로 문제를 인지하고 많은 양의 실험 데이터가 축적되었음에도 불구하고 여전히 피로 파괴를 겪는 장비와 기계가 많이 있습니다.
기계 부품의 피로 파괴 실패에는 여러 형태가 있습니다.
*교번 하중의 다양한 형태에 따라 인장 및 압축 피로, 굽힘 피로, 비틀림 피로, 접촉 피로, 진동 피로 등으로 나눌 수 있습니다.
*피로 파괴의 총 주기 크기(Nf)에 따라 고주기 피로(Nf>10⁵)와 저주기 피로(Nf<10⁴)로 나눌 수 있습니다.
*사용 중인 부품의 온도 및 매체 조건에 따라 기계적 피로(상온, 공기 중 피로), 고온 피로, 저온 피로, 냉열 피로, 부식 피로로 나눌 수 있습니다.
그러나 기본 형태는 두 가지, 즉 전단 응력으로 인한 전단 피로와 수직 응력으로 인한 정상 파괴 피로뿐입니다. 피로 파괴의 다른 형태는 서로 다른 조건에서 이 두 가지 기본 형태가 복합적으로 나타나는 것입니다.
많은 샤프트 부품의 파손은 대부분 회전 굽힘 피로 파손입니다. 회전 굽힘 피로 파괴 시 피로 원인 영역은 일반적으로 표면에 나타나지만 고정된 위치가 없으며 피로 원인의 수는 하나 이상일 수 있습니다. 피로 원인 영역과 마지막 파손 영역의 상대적 위치는 일반적으로 샤프트의 회전 방향에 대한 각도만큼 항상 반전됩니다. 이를 통해 피로원인 영역과 마지막 파괴영역의 상대적인 위치로부터 샤프트의 회전방향을 유추할 수 있다.
샤프트 표면에 큰 응력 집중이 있는 경우 여러 피로 원인 영역이 나타날 수 있습니다. 이 시점에서 마지막 파괴 영역은 샤프트 내부로 이동합니다.
