Fatigue Life Assessment

การทดสอบและประเมินอายุการใช้งานเนื่องจากความล้า

4(3-3-9)

วิชาบังคับก่อน : ไม่มี

ชุดวิชาการมีจุดมุ่งหมายเพื่อให้ผู้เรียนมีพื้นฐานความรู้ที่เพียงพอต่อการศึกษาเกี่ยวกับสมบัติและการประเมินอายุการใช้งานเนื่องจากความล้าส าหรับการใช้ในงานประสิทธิภาพสูง เช่น เครื่องจักรและชิ้นส่วนหมุนรางรถไฟ อากาศยานและโรงไฟฟ้า เป็นต้น เนื้อหาในภาพรวมครอบคลุม 4 หัวข้อที่น่าสนใจด้วยกันคือ 1) การวิเคราะห์ต้นตอสาเหตุการเกิดความล้าที่โดยอาศัยการวิเคราะห์ความเค้นโครงสร้างและประเด็นปัญหาเชิงโลหวิทยา 2) การประเมินอายุการใช้งานเนื่องจากความล้าด้วยหลักวิธีการความเค้นและความเครียด 3) การใช้กลศาสตร์การแตกเพื่อศึกษาอัตราการโตของรอยแตกเนื่องจากความล้า และ 4) การออกแบบเพื่อลดความเสียหายจากความล้า โดยผู้เรียนจะได้รับการฝึกปฏิบัติเพื่อตรวจสอบความเสียหายจากความล้าจากการใช้งานร่วมกับการวิเคราะห์ความเค้นโครงสร้างและผลกระทบทางโลหวิทยา เพื่อวิเคราะห์หาต้นตอสาเหตุและเขียนแผนภาพวิเคราะห์ สามารถทดสอบความล้าและสร้างกราฟข้อมูลความสัมพันธ์ระหว่างความเค้นหรือความเครียดกับจำนวนรอบการแตกหักจากการฝึกปฏิบัติการ นอกจากนี้ผู้เรียนจะได้รับการปูพื้นฐานทางด้านกลศาสตร์ (LEFM และ EPFM) เพื่อใช้ท านายประสิทธิภาพของวัสดุเมื่อได้รับภาระแรงในระยะสั้นและระยะยาวจากการทดสอบหาการเติบโตของรอยแตกเนื่องจากความล้า และในเนื้อหาวิชาสุดท้ายผู้เรียนจะได้รับแนวคิดและฝึกออกแบบเพื่อป้องกันความล้า เช่น หลักออกแบบการใช้งานเพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหาย หลักการออกแบบให้เสียหายอย่างปลอดภัย หลักการออกแบบโดยอนุญาตให้มีตำหนิได้ เป็นต้น

เค้าโครงรายวิชา

1. การวิเคราะห์ต้นตอสาเหตุแห่งความเสียหายเนื่องจากความล้า ข้อมูลเบื้องต้น และการเขียนแผนผังเชื่อมโยง ( ชม.)
2. การวิเคราะห์โครงสร้างอันเกี่ยวเนื่องกับการวิเคราะห์ความเค้นและปัจจัยทางด้านโลหวิทยาในชิ้นส่วนวิศวกรรม เช่น ชิ้นส่วนหมุนในเครื่องจักร รางรถไฟ อากาศยานและโรงไฟฟ้า ( ชม.)
3. การตรวจสอบตำหนิและความเสียหายด้วยเครื่องมือ เช่น อุปกรณ์เก็บสัญญาณ และการทดสอบแบบไม่ทำลาย เพื่อการประเมินอายุการใช้งานเนื่องจากความล้า ( ชม.)
4. การประเมินอายุการใช้งานเนื่องจากความล้าด้วยหลักวิธีการทดสอบแบบความเค้นและความเครียด ( ชม.)
5. การใช้กลศาสตร์การแตก (LEFM และ EPFM) สำหรับการหาอัตราการโตของรอยแตกเนื่องจากความล้าเพื่อทำนายอายุการใช้งาน ( ชม.)
6. การออกแบบเพื่อป้องกันความเสียหาจากความล้า ด้วยหลักออกแบบการใช้งานเพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหาย หลักการออกแบบให้เสียหายอย่างปลอดภัย หลักการออกแบบโดยอนุญาตให้มีตำหนิได้ เป็นต้น จากกรณีศึกษาในเครื่องจักร ยานยนต์ รางรถไฟ และอากาศยาน ( ชม.)

ผลสัมฤทธิ์การเรียนรู้

1. ระบุถึงสาเหตุต้นตอของความเสียหายเนื่องจากความล้าจากหลักฐานบ่งชี้จากการวิเคราะห์ความเสียหายด้วยเทคนิคและเครื่องมือร่วมกับการวิเคราะห์ความเค้นโครงสร้างและประเด็นปัญหาด้านโลหวิทยา
2. ประเมินอายุการใช้งานเนื่องจากความล้าด้วยหลักวิธีการความเค้นและความเครียด
3. ตรวจสอบหาอัตราการโตของรอยแตกเนื่องจากความล้าสำหรับการทำนายอายุการใช้งานเนื่องจากความล้า
4. ประยุกต์ใช้หลักแนวคิดและการออกแบบเพื่อยืดอายุการใช้งานเนื่องจากความล้า

Fatigue Life Assessment

Prerequisite : None

The course aims to provide learners with a sufficient foundation of knowledge to study the properties and fatigue life assessment for high performance applications such as: Machinery and rotating parts of railways, aircraft and power plants, etc. The overall content covers 4 interesting topics: 1) root cause analysis of fatigue based on structural stress analysis and metallurgical issues. 2) Fatigue life assessment using stress and strain method. 3) Using fracture mechanics to study fatigue crack growth rates and 4) Designing to minimize fatigue damage.
Learners will be trained to examine fatigue damage using structural stress analysis and metallurgical effects to analyze the root cause and draw an analysis diagram, fatigue testing can be performed, and a graph can be created showing the relationship between stress or strain and the number of fracture cycles from the practice. In addition, students will receive a foundation in mechanics (LEFM and EPFM) to predict the performance of materials when subjected to short-term and long-term loads from fatigue crack growth tests. And in the final course content, students will gain concepts and practice designing to prevent fatigue, such as design principles for use to avoid damage, failure-safe design principles, defect-tolerance design principles, etc.

Course Outline

1. Root cause analysis of fatigue damage, preliminary data and diagramming. ( hr.)
2. Structural analysis involves stress analysis and metallurgical factors in engineering components such as rotating parts in machinery, railways, aircraft and power plants. ( hr.)
3. Inspection of defects and damage using tools such as signal collectors and non-destructive testing for fatigue life assessment. ( hr.)
4. Fatigue life assessment using stress-strain testing methods. ( hr.)
5. Use of fracture mechanics (LEFM and EPFM) for fatigue crack growth rate determination to predict service life. ( hr.)
6. Design to prevent fatigue damage with functional design principles to avoid damage, failure-safe design principles, design principles that allow for defects, etc., from case studies in machinery, vehicles, railways and aircraft. ( hr.)

Learning Outcomes

1. Identify the root causes of fatigue damage based on evidence from technical and instrumental damage analysis combined with structural stress analysis and metallurgical issues.
2. assess fatigue life using stress and strain method
3. investigate fatigue crack growth rate for fatigue life prediction.
4. Apply concepts and design principles to extend service life due to fatigue.