Kan du forestille deg situasjonen der nesen på flyet plutselig bryter av under flyturen?
I 2007 hadde et F-15 jagerfly fra US Air Force en så spennende scene under et simulert luftkamp. Ulykken forårsaket en storstilt grunnstøting av amerikanske F-15 jagerfly, og undersøkelsesresultatene viste at ulykken var forårsaket av utmattelse av en metallstringer på flyet.
Tilfeldigvis gikk i 2002 et Boeing 747 passasjerfly som fløy fra Taiwan til Hong Kong i oppløsning og styrtet i farvannet nær Penghu, og drepte totalt 225 mennesker inkludert besetningsmedlemmer. Etterfølgende undersøkelser konkluderte med at det oppsto alvorlig metalltretthetssprekker i en reparert hud på flyet, noe som førte til at halen falt av, og til slutt førte til at flyet gikk i oppløsning på grunn av tap av trykk i kabinen.
Når du ser dette, vil mange venner bli forundret: Folk vil bli slitne når de er slitne, så hvordan kan metall bli sliten?
bilde
Separasjon av nesen og flykroppen til F-15 jagerflyet og prosessen med å kaste piloten ut av kabinen
Prosessen med å skille nesen til F-15 jagerflyet fra flykroppen og kaste piloten ut av kabinen:
bilde
Flyulykken til F-15 ble forårsaket av trettheten til stringeren på bildet
Livserfaring forteller oss at det er veldig vanskelig å bryte ledningen for hånd, men det er lett å knekke hvis den brettes flere ganger.
Dette viser at selv om den gjentatte skiftende ytre kraften er mye mindre enn den konstante kraften som direkte kan trekke metallet av, vil det gradvis svekke dets mekaniske egenskaper og til slutt ødelegge det.
Dette metallfenomenet ligner veldig på trettheten til mennesker under langvarig arbeid, og forskere kaller det levende "metalltretthet".
bilde
Eksempel på metalltretthet
Selv om mange aldri har hørt om metalltretthet, lurer den mye i folks daglige liv, og forårsaker ofte uventede og alvorlige ulykker. Det er anslått at om lag 90 prosent av mekaniske ulykker er relatert til metalltretthet.
Hvorfor blir tilsynelatende hard metall tretthet?
Søk
Som det sies, "gull har ingen farge, men hvit jade har små feil." Metallene vi bruker for øyeblikket er ikke perfekte. Under bearbeiding eller bruk vil metaller alltid ha noen defekter, som for eksempel urenheter eller hull inni, riper på overflaten osv. merke. Disse feilene er ofte bare i størrelsesorden mikron, som er vanskelige å observere med det blotte øye. Hvis en konstant spenning påføres metallet, er de ikke utsatt for sprekker.
Men hvis den ytre kraften endres gjentatte ganger, noen ganger er det spenning og noen ganger er det trykk, vil en del av energien omdannes til varme og akkumuleres inne i metallet. Når det overskrider en viss grense, vil metallet lett bryte de kjemiske bindingene mellom atomer ved defekten, noe som resulterer i strukturell skade. sprekker.
bilde
▲ Metalldefekter observert under et mikroskop og metalltretthetssprekkeprosessen som starter fra defektene
Hvis en person er overtrøtt, vil det ofte føre til sykdom eller til og med død. Hvis metall er sliten, vil det føre til større skade og til og med forårsake gruppeskader.
I tillegg til flyulykkene nevnt ovenfor, er skip, tog, broer, biler osv. også ofte forårsaket av metalltretthetskatastrofer. Under andre verdenskrig skjedde nesten 1,000 metalltretthetsulykker på 5,000 lasteskip i USA, og mer enn 200 lasteskip var fullstendig ute av drift; i 1998 sporet et tog som kjørte i høy hastighet i Tyskland av på grunn av tretthet og brudd på hjuldekk, og drepte mer enn 100 mennesker...
bilde
▲I 1998 ble den alvorligste togulykken i tysk historie forårsaket av utmattelsesbruddet på hjuldekket
Fordi metalltretthet er et resultat av gjentatt langvarig virkning av små ytre krefter, har metallet i utgangspunktet ingen åpenbar plastisk deformasjon før sprekkdannelse, så det er ofte vanskelig å oppdage metalltretthet på forhånd.
Er vi hjelpeløse mot metalltretthet?
Gjennom utholdende innsats fra forskere, er det mange metoder for å oppdage utmattelse av metaller. Ultralyd, infrarød, gammastråler, etc. kan alle utføre fysisk undersøkelse på metaller.
Japanske forskere oppfant også en spesiell maling blandet med blytitanatpulver. Når metallet blir truffet vil en strøm flyte gjennom malingsfilmen på metalloverflaten, og størrelsen på strømmen er relatert til metallets utmattelsesgrad. Ved å måle dette For å redusere forekomsten av metallutmattingsulykker, har forskere også lagt ned stor innsats i tilberedning og bruk av metaller.
Nesten alle maskinene vi kommer i kontakt med i livet er laget av legeringer, og bruker sjelden et enkelt metall. Dette er fordi flere stoffer i legeringen kan fylle hullene mellom hverandre, og effektivt forbedre metallets evne til å motstå tretthet.
Ved bearbeiding og bruk av metalldeler kan det å holde overflaten ren og vekk fra korrosive miljøer også effektivt redusere forekomsten av tretthet.
Men på grunn av kompleksiteten til påvirkningsfaktorene er det fortsatt umulig å unngå metalltretthet helt, og forskerne har fortsatt en lang vei å gå.
