2.2 고장 분석 단계

Failure Analysis Steps

 

체결 볼트의 고장 분석은 다음과 같은 단계로 구성되어야 한다.

⑴ 고장 메커니즘의 정의

a. 정하중시 볼트의 고장은 조이는 중에 발생한 것인가? 보통, 파단면은 볼트 축과 90°이상 차이가 있는데, 이것은 인장과 비틀림 응력의 조합으로 인한 볼트 강성의 초과 때문이고, 순수 인장 파괴는 볼트축에 90°에서 일어난다.

b. 변동 순환 하중으로 볼트가 파손되었다. 고주파 피로는 파단면상에 "Beach Mark"가 나타나지만(그림 2-5) 이러한 특징은 피로 관련 메커니즘에 의한 것은 아니므로 결론이 될 수 없다.

c. 부식에 의한 정적 또는 피로 파손

d. 체결부가 설계 기능을 발휘하지 못하는 것은 체결력이 설계 필요치를 만족하지 못하기 때문이다. 예상되는 고장 형태는 부분 분리나 전체 분리(변위), 체결부의 미끄러짐(변위), 체결부 Fretting(부식), 너트 진동에 의한 이완(변위) 등이다. 결과적으로 고장 형태는 "누설"이다.

그림 2-5 고장에 의한 볼트 파단면은 균열 초기와 성장중의 파손영역(cl)에서는
부드럽고 광택인 반면, 급격한 파손 영역(rf)에서는 거칠게 나타난다.

 

⑵ 설계 검토

a. 분석가는 체결부의 하중 및 예하중을 추정하여 계산하고, 정적 파손이면 이 장의 말미에 열거된 적절한 참고 자료를 참조할 수 있다.

b. 순환 하중에 의한 파손이면 후속 작업은 더 까다롭다. 즉, 파손과 관련된 부품의 내구 한계를 규명해야 하는데 실험이 필요하고 공개된 데이터는 많지 않다.

⑶ 특별 변수의 점검

표 2-6과 같이 체결 부품의 파손에 영향을 주는 인자를 고려하라.

 

TRAC Mark INCOSYS