개요
회전굽힘 피로시험은 굽힘 하중을 받는 시편을 회전시켜 반복 응력에 따른 재료의 피로 거동을 조사하는 시험이다. 하중의 방향이 공간상 일정하더라도 시편이 회전하면 표면의 한 지점은 인장과 압축을 번갈아 받는다. 시험은 반복 하중과 파단 사이의 관계를 관찰하는 데 사용된다.
하중과 장치 형식
시편의 지지 방식과 하중의 작용 위치에 따라 굽힘모멘트의 분포가 달라진다. 외팔보형에서는 한쪽을 고정한 회전 시편에 힘을 가하고, 4점 굽힘형에서는 두 하중점 사이의 일정한 굽힘모멘트 구간을 이용할 수 있다. 따라서 장치의 외형이나 회전 여부만으로 시험 구간의 응력을 확정할 수는 없다.
시편과 표면 상태
시편은 재료뿐 아니라 시험부의 단면, 고정부와 시험부 사이의 단차 및 곡률, 표면 상태로 규정된다. 이들 조건은 응력 집중과 피로 거동에 영향을 주므로 재료 간 비교에서도 함께 관리된다. 교육용 장치의 사례로 GUNT WP 140용 시편 세트는 C45강을 사용하며, 단차의 곡률과 표면 거칠기가 다른 원형 단면 시편으로 구성된다. 이 사례의 재료와 치수는 해당 장치를 위한 사양이며 다른 장치의 호환 규격을 뜻하지 않는다.
시험 결과의 범위
피로시험의 결과는 시편의 재료와 제조 상태, 형상, 표면, 하중 조건 및 시험 장치의 영향을 받는다. 단순히 더 강한 재료를 사용했다고 해서 비교 가능한 결과가 얻어지는 것은 아니다. TWI의 대형 4점 회전굽힘 시험은 실제 부품에 가까운 크기와 표면 및 미세조직을 반영하는 데 목적을 둔다. 작은 교육용 시편의 결과와 실제 부품의 거동을 구분하는 이유도 이러한 조건의 차이에 있다.