مکینیکل تھکاوٹ کو سمجھنا
تعریف: مکینیکل تھکاوٹ کیا ہے؟
مکینیکل تھکاوٹ (جسے مادی تھکاوٹ یا محض تھکاوٹ بھی کہا جاتا ہے) وہ ترقی پسند، مقامی ساختی نقصان ہے جو اس وقت ہوتا ہے جب کسی مواد کو بار بار تناؤ یا تناؤ کے چکروں کا نشانہ بنایا جاتا ہے، یہاں تک کہ جب ہر دور میں زیادہ سے زیادہ تناؤ مواد کی حتمی تناؤ کی طاقت یا پیداواری طاقت سے بہت کم ہو۔ تھکاوٹ کی وجہ سے خوردبینی دراڑیں شروع ہوتی ہیں اور کئی ہزار یا لاکھوں چکروں میں بڑھتے ہیں، جو آخرکار بغیر کسی وارننگ کے مکمل فریکچر کا باعث بنتے ہیں۔.
شافٹ، گیئرز، بیرنگ، فاسٹنرز، اور ساختی عناصر سمیت گھومنے والی مشینری کے اجزاء میں تھکاوٹ سب سے عام ناکامی کا موڈ ہے۔ یہ خاص طور پر کپٹی ہے کیونکہ تھکاوٹ کی ناکامی اچانک واقع ہوتی ہے، تناؤ کی سطح پر جو جامد لوڈنگ کے تحت محفوظ رہے گی، اور اکثر ظاہری پیشگی انتباہ کے بغیر۔ محفوظ مشینری کے ڈیزائن اور آپریشن کے لیے تھکاوٹ کو سمجھنا ضروری ہے۔.
تھکاوٹ کا عمل
تھکاوٹ کی ناکامی کے تین مراحل
مرحلہ 1: کریک انیشیشن
- مقام: تناؤ کے ارتکاز پر شروع ہوتا ہے (سوراخ، کونے، سطح کے نقائص)
- میکانزم: مقامی پلاسٹک کی اخترتی مائکروسکوپک شگاف پیدا کرتی ہے (عام طور پر <0.1 ملی میٹر)
- دورانیہ: ہموار سطحوں کے لیے کل تھکاوٹ کی زندگی کا 50-90% ہو سکتا ہے۔
- پتہ لگانا: انتہائی مشکل، عام طور پر سروس میں قابل شناخت نہیں ہے۔
مرحلہ 2: کریک پروپیگیشن
- عمل: کریک ہر تناؤ کے چکر کے ساتھ بتدریج بڑھتا ہے۔
- شرح: پیرس قانون کی پیروی کرتا ہے — تناؤ کی شدت کے عنصر کے متناسب شرح
- ظاہری شکل: ہموار، عام طور پر نیم سرکلر یا بیضوی شگاف سامنے
- ساحل سمندر کے نشانات: مرتکز پیٹرن جو شگاف کی نشوونما کے مراحل دکھاتے ہیں (فریکچر سطح پر دکھائی دیتے ہیں)
- دورانیہ: کل زندگی کا 10-50% ہوسکتا ہے۔
مرحلہ 3: فائنل فریکچر
- شگاف نازک سائز میں بڑھتا ہے جہاں باقی مواد بوجھ کو سہارا نہیں دے سکتا
- بقیہ کراس سیکشن کا اچانک، تباہ کن فریکچر
- فریکچر کی سطح کھردری اور بے قاعدہ (ہموار تھکاوٹ زون کے ساتھ تضاد)
- عام طور پر عام آپریشن کے دوران انتباہ کے بغیر ہوتا ہے
گھومنے والی مشینری میں تھکاوٹ
شافٹ تھکاوٹ
- وجہ: سے دباؤ موڑنے عدم توازن, غلط ترتیب, ، یا ٹرانسورس بوجھ
- تناؤ کا چکر: گھومنے والی شافٹ کے تجربات ہر انقلاب کو مکمل الٹ دیتے ہیں۔
- عام مقامات: کلیدی راستے، قطر کی تبدیلیاں، کندھے، پریس فٹ بیٹھتے ہیں۔
- عام زندگی: 10⁷ سے 10⁹ سائیکل (آپریشن کے سال)
- پتہ لگانا: شافٹ کریک کمپن دستخط (2× جزو)
برداشت کی تھکاوٹ
- میکانزم: ہرٹزیئن دباؤ سے رابطے کی تھکاوٹ
- نتیجہ: spalling بیئرنگ ریس یا رولنگ عناصر کا
- L10 زندگی: شماریاتی زندگی جہاں 10% بیرنگ ناکام ہو جاتے ہیں (ڈیزائن کی بنیاد)
- پتہ لگانا: بیئرنگ فالٹ فریکوئنسی کمپن سپیکٹرم میں
گیئر ٹوتھ تھکاوٹ
- موڑنے والی تھکاوٹ: دانتوں کی جڑوں میں دراڑیں پڑنے لگتی ہیں۔
- تھکاوٹ سے رابطہ کریں: سطح کی پٹنگ اور اسپلنگ
- سائیکل: ہر میش مصروفیت ایک چکر ہے۔
- ناکامی: دانت کا ٹوٹ جانا یا سطح کا خراب ہونا
فاسٹینر تھکاوٹ
- سے باری باری بوجھ کے تابع بولٹ کمپن
- دراڑیں عام طور پر نٹ میں پہلے دھاگے سے شروع ہوتی ہیں۔
- مرئی وارننگ کے بغیر اچانک بولٹ کی ناکامی۔
- سامان کے گرنے یا علیحدگی کا باعث بن سکتا ہے۔
ساختی تھکاوٹ
- فریم، پیڈسٹل، ویلڈس سائکلک لوڈنگ کے تابع ہیں۔
- کمپن متبادل دباؤ پیدا کرتی ہے۔
- ویلڈز، کونوں میں دراڑیں، ہندسی تعطل
- سپورٹ ڈھانچے کی ترقی پسند ناکامی۔
تھکاوٹ کی زندگی کو متاثر کرنے والے عوامل
تناؤ کا طول و عرض
- تھکاوٹ کی زندگی تناؤ کے طول و عرض کے ساتھ تیزی سے کم ہوتی ہے۔
- عام رشتہ: زندگی ∝ 1/ تناؤ⁶ سے 1/ تناؤ¹⁰
- تناؤ میں چھوٹی کمی زندگی کو ڈرامائی طور پر بڑھا دیتی ہے۔
- کمپن کو کم کرنے سے جزو کی تھکاوٹ کی زندگی براہ راست بڑھ جاتی ہے۔
مطلب تناؤ
- متبادل تناؤ کے ساتھ مل کر جامد (مطلب) تناؤ زندگی کو متاثر کرتا ہے۔
- زیادہ اوسط تناؤ تھکاوٹ کی طاقت کو کم کرتا ہے۔
- پہلے سے لوڈ شدہ یا دباؤ والے اجزاء زیادہ حساس ہیں۔
تناؤ کا ارتکاز
- ہندسی خصوصیات (سوراخ، کونے، نالی) تناؤ کو مرکوز کرتی ہیں۔
- تناؤ کا ارتکاز عنصر (Kt) برائے نام تناؤ کو ضرب دیتا ہے۔
- دراڑیں تقریبا ہمیشہ تناؤ کے ارتکاز میں شروع ہوتی ہیں۔
- فراخ ریڈی کے ساتھ ڈیزائن کریں، تیز کونوں سے بچیں۔
سطح کی حالت
- سطح کی تکمیل تھکاوٹ کی طاقت کو متاثر کرتی ہے (ہموار> کھردری)
- سطح کے نقائص (نکس، خروںچ، سنکنرن گڑھے) دراڑیں شروع کرتے ہیں۔
- سطحی علاج (شاٹ پیننگ، نائٹرائڈنگ) تھکاوٹ کے خلاف مزاحمت کو بہتر بناتے ہیں۔
ماحولیات
- سنکنرن تھکاوٹ: corrosive ماحول شگاف کی ترقی کو تیز کرتا ہے
- درجہ حرارت: بلند درجہ حرارت تھکاوٹ کی طاقت کو کم کرتا ہے۔
- تعدد: بہت زیادہ یا بہت کم سائیکلنگ کی شرح زندگی کو متاثر کر سکتی ہے۔
روک تھام کی حکمت عملی
ڈیزائن کا مرحلہ
- تناؤ کی ارتکاز کو ختم یا کم سے کم کریں (سخاوت بھرے فلیٹ استعمال کریں)
- تھکاوٹ کے مناسب مارجن کے لیے ڈیزائن (حفاظتی عوامل 2-4 عام)
- اچھی تھکاوٹ والی خصوصیات کے ساتھ مواد کا انتخاب کریں۔
- زیادہ تناؤ والے علاقوں کی شناخت کے لیے محدود عنصر کا تجزیہ
- جب ممکن ہو تو تیز کونوں، زیادہ تناؤ والے علاقوں میں سوراخ کرنے سے گریز کریں۔
مینوفیکچرنگ
- اہم اجزاء پر سطح کی تکمیل کو بہتر بنائیں
- سطحی علاج (گولی سے پیشاب کرنا، کیس سخت کرنا)
- زیادہ سے زیادہ تھکاوٹ کی طاقت کے لئے مناسب گرمی کا علاج
- تناؤ کی سمت پر کھڑے مشینی نشانات سے پرہیز کریں۔
آپریشن
- کمپن کو کم کریں: اچھی توازن, صحت سے متعلق سیدھ متبادل کشیدگی کو کم سے کم
- اوورلوڈ سے بچیں: ڈیزائن کی حدود میں کام کریں۔
- گونج کو روکیں: پر کام کرنے سے گریز کریں۔ اہم رفتار
- کنٹرول سنکنرن: حفاظتی ملعمع کاری، سنکنرن روکنے والے
دیکھ بھال
- دراڑوں کے لیے وقتاً فوقتاً معائنہ (بصری، NDT طریقے)
- دراڑیں پیدا ہونے کی ابتدائی انتباہ کے لیے کمپن کی نگرانی کریں۔
- حسابی تھکاوٹ کی زندگی کے اختتام پر اجزاء کو تبدیل کریں۔
- سطح کے نقصان کو فوری طور پر ٹھیک کریں (کریک انیشیشن سائٹس ہو سکتی ہیں)
مکینیکل تھکاوٹ گھومنے والی مشینری میں ایک بنیادی ناکامی کا موڈ ہے جو جمع شدہ چکراتی نقصان سے اچانک، اکثر تباہ کن ناکامیوں کا سبب بنتا ہے۔ تھکاوٹ کے طریقہ کار کو سمجھنا، متبادل دباؤ کو کم کرنے کے لیے ڈیزائن کرنا، اور مناسب توازن اور صف بندی کے ذریعے کمپن کی کم سطح کو برقرار رکھنا تھکاوٹ کی ناکامیوں کو روکنے اور مشینری کے اجزاء کی طویل، قابل اعتماد سروس لائف کو یقینی بنانے کے لیے ضروری ہے۔.