Si predstavljate situacijo, ko se med letom nenadoma odlomi nos letala?
Leta 2007 je lovsko letalo F-15 ameriških zračnih sil imelo tako vznemirljiv prizor med simulirano zračno bitko. Nesreča je povzročila obsežno prizemljitev ameriških bojnih letal F-15, rezultati preiskave pa so pokazali, da je nesrečo povzročila utrujenost kovinske vrvice na letalu.
Po naključju je leta 2002 potniško letalo Boeing 747, ki je letelo iz Tajvana v Hongkong, razpadlo in strmoglavilo v vodah blizu Penghuja, pri čemer je skupaj umrlo 225 ljudi, vključno s člani posadke. Kasnejše preiskave so pokazale, da je v popravljeni oplati letala prišlo do hudih razpok zaradi utrujenosti kovine, zaradi česar je odpadel rep in sčasoma povzročilo razpad letala zaradi izgube tlaka v kabini.
Ko bodo to videli, bodo številni prijatelji zmedeni: Ljudje se bodo utrudili, ko bodo utrujeni, kako se lahko torej kovina utrudi?
slika
Ločitev nosu in trupa lovskega letala F-15 ter postopek izstrelitve pilota iz kabine
Postopek ločevanja nosu lovca F-15 od trupa in izstrelitev pilota iz kabine:
slika
Letalsko nesrečo F-15 je povzročila utrujenost stringerja na sliki
Življenjske izkušnje nam povedo, da je žico zelo težko zlomiti z roko, zlahka pa jo zlomimo, če jo večkrat prepognemo.
To kaže, da tudi če je večkratna spreminjajoča se zunanja sila veliko manjša od stalne sile, ki lahko neposredno potegne kovino, bo postopoma oslabila njene mehanske lastnosti in jo sčasoma uničila.
Ta pojav kovine je zelo podoben utrujenosti ljudi pri dolgotrajnem delu in znanstveniki ga slikovito imenujejo "utrujenost kovin".
slika
Primer utrujenosti kovine
Čeprav veliko ljudi še nikoli ni slišalo za utrujenost kovine, se pogosto skriva v vsakdanjem življenju ljudi in pogosto povzroči nepričakovane in resne nesreče. Ocenjuje se, da je približno 90 odstotkov mehanskih nesreč povezanih z utrujenostjo kovine.
Zakaj se na videz trda kovina utrudi?
Iskanje
Kot pravi pregovor, "zlato nima barve, beli žad pa ima majhne napake." Kovine, ki jih trenutno uporabljamo, niso popolne. Med obdelavo ali uporabo imajo kovine vedno nekaj napak, kot so nečistoče ali luknje v notranjosti, praske na površini itd. Te napake so pogosto le velikosti mikronov, ki jih je težko opaziti s prostim očesom. Če na kovino deluje stalna napetost, niso nagnjeni k razpokam.
Če pa se zunanja sila večkrat spreminja, včasih je to napetost in včasih pritisk, se bo del energije pretvoril v toploto in akumuliral v kovini. Ko preseže določeno mejo, bo kovina zlahka pretrgala kemične vezi med atomi na okvari, kar bo povzročilo strukturno poškodbo. pokanje.
slika
▲Kovinske napake, opazovane pod mikroskopom, in proces pokanja zaradi utrujenosti kovine, ki se začne pri napakah
Če je človek preutrujen, bo to pogosto povzročilo bolezen ali celo smrt. Če je kovina utrujena, bo povzročila večjo škodo in celo povzročila skupinske žrtve.
Poleg zgoraj omenjenih letalskih nesreč so ladje, vlaki, mostovi, avtomobili itd. pogosto posledica nesreč zaradi utrujenosti kovin. Med drugo svetovno vojno se je skoraj 1000 nesreča zaradi utrujenosti kovin zgodila na 5000 tovornih ladjah v Združenih državah in več kot 200 tovornih ladij je bilo popolnoma izključenih; leta 1998 se je vlak, ki je v Nemčiji vozil z veliko hitrostjo, iztiril zaradi utrujenosti in zloma kolesnih koles, pri čemer je umrlo več kot 100 ljudi...
slika
▲ Leta 1998 je najhujšo železniško nesrečo v nemški zgodovini povzročil zlom pnevmatike zaradi utrujenosti.
Ker je utrujenost kovine posledica ponavljajočega se dolgotrajnega delovanja majhnih zunanjih sil, kovina v bistvu nima očitne plastične deformacije pred pokanjem, zato je utrujenost kovine pogosto težko vnaprej zaznati.
Smo nemočni pred utrujenostjo kovin?
Z nenehnim prizadevanjem znanstvenikov obstaja veliko metod za odkrivanje utrujenosti kovin. Ultrazvočni, infrardeči, gama žarki itd. lahko izvajajo fizični pregled kovin.
Japonski znanstveniki so izumili tudi posebno barvo, pomešano s prahom svinčevega titanata. Ko udarite po kovini, bo skozi barvni film na kovinski površini stekel tok, velikost toka pa je povezana s stopnjo utrujenosti kovine. Z merjenjem tega Da bi zmanjšali pojav nesreč zaradi utrujenosti kovin, so se znanstveniki zelo potrudili tudi pri pripravi in uporabi kovin.
Skoraj vsi stroji, s katerimi pridemo v stik v življenju, so izdelani iz zlitin in le redko uporabljajo eno samo kovino. To je zato, ker lahko več snovi v zlitini zapolni vrzeli med seboj, kar učinkovito izboljša sposobnost kovine, da se upre utrujenosti.
Pri obdelavi in uporabi kovinskih delov lahko ohranjanje površine čiste in stran od korozivnih okolij tudi učinkovito zmanjša pojav utrujenosti.
Vendar pa se je zaradi kompleksnosti vplivnih dejavnikov še vedno nemogoče popolnoma izogniti utrujenosti kovine in pred znanstveniki je še dolga pot.
