Kan du forestille dig situationen, hvor næsen på flyet pludselig brækker af under flyvningen?
I 2007 havde et F-15 jagerfly fra US Air Force en så spændende scene under et simuleret luftslag. Ulykken forårsagede en storstilet grundstødning af de amerikanske F-15 jagerfly, og undersøgelsesresultaterne viste, at ulykken var forårsaget af trætheden af en metalstringer på flyet.
Tilfældigvis gik et Boeing 747-passagerfly, der fløj fra Taiwan til Hong Kong, i opløsning og styrtede ned i farvandet nær Penghu i 2002 og dræbte i alt 225 mennesker inklusive besætningsmedlemmer. Efterfølgende undersøgelser konkluderede, at der opstod alvorlige metaltræthedsrevner i en repareret hud på flyet, hvilket fik halen til at falde af og til sidst fik flyet til at gå i opløsning på grund af tryktab i kabinen.
Når de ser dette, vil mange venner blive forundret: Folk bliver trætte, når de er trætte, så hvordan kan metal blive træt?
billede
Adskillelse af næsen og skroget på F-15 jagerflyet og processen med at skubbe piloten ud af kabinen
Processen med at adskille næsen af F-15 jagerflyet fra flykroppen og skubbe piloten ud af kabinen:
billede
Flyulykken for F-15 var forårsaget af trætheden af stringeren på billedet
Livserfaring fortæller os, at det er meget svært at bryde wiren med hånden, men det er let at knække, hvis den foldes flere gange.
Dette viser, at selvom den gentagne skiftende ydre kraft er meget mindre end den konstante kraft, der direkte kan trække metallet af, vil det gradvist svække dets mekaniske egenskaber og til sidst ødelægge det.
Dette metalfænomen minder meget om træthed hos mennesker under langvarigt arbejde, og videnskabsmænd kalder det levende for "metaltræthed".
billede
Eksempel på metaltræthed
Selvom mange mennesker aldrig har hørt om metaltræthed, lurer den meget i folks dagligdag og forårsager ofte uventede og alvorlige ulykker. Det anslås, at omkring 90 procent af mekaniske ulykker er relateret til metaltræthed.
Hvorfor bliver tilsyneladende hårdt metal træthed?
Søg
Som man siger, "guld har ingen farve, men hvid jade har små fejl." De metaller, vi bruger i øjeblikket, er ikke perfekte. Under forarbejdning eller brug vil metaller altid have nogle defekter, såsom urenheder eller huller indeni, ridser på overfladen osv. mærke. Disse defekter er ofte kun i størrelsesordenen mikrometer, som er svære at observere med det blotte øje. Hvis der påføres en konstant spænding på metallet, er de ikke tilbøjelige til revner.
Men hvis den ydre kraft ændres gentagne gange, nogle gange er det spænding og nogle gange er det tryk, vil en del af energien blive omdannet til varme og akkumuleret inde i metallet. Når først det overskrider en vis grænse, vil metallet let bryde de kemiske bindinger mellem atomer ved defekten, hvilket resulterer i strukturel skade. revner.
billede
▲ Metalfejl observeret under et mikroskop og metaltræthedsrevneprocessen startende fra defekterne
Hvis en person er overtræt, vil det ofte forårsage sygdom eller endda død. Hvis metal er træt, vil det medføre større skade og endda forårsage gruppeskader.
Ud over de ovennævnte flyulykker er skibe, tog, broer, biler osv. også ofte forårsaget af metaltræthedskatastrofer. Under Anden Verdenskrig skete der næsten 1,000 metaltræthedsulykker på 5,000 fragtskibe i USA, og mere end 200 fragtskibe var fuldstændig ude af drift; i 1998 afsporede et tog, der kørte med høj hastighed i Tyskland på grund af træthed og brud på hjuldæk, og dræbte mere end 100 mennesker...
billede
▲I 1998 blev den alvorligste togulykke i tysk historie forårsaget af udmattelsesbrud på hjuldækket
Fordi metaltræthed er resultatet af gentagen langvarig påvirkning af små ydre kræfter, har metallet dybest set ingen tydelig plastisk deformation før revner, så det er ofte svært at opdage metaltræthed på forhånd.
Er vi hjælpeløse over for metaltræthed?
Gennem videnskabsmænds utrættelige indsats er der mange metoder til at opdage træthed af metaller. Ultralyd, infrarød, gammastråler osv. kan alle udføre fysisk undersøgelse på metaller.
Japanske videnskabsmænd opfandt også en speciel maling blandet med blytitanatpulver. Når metallet rammes, vil der løbe en strøm gennem malingsfilmen på metaloverfladen, og strømmens størrelse er relateret til metallets træthedsgrad. Ved at måle dette For at mindske forekomsten af metaltræthedsulykker har forskerne også gjort en stor indsats med forberedelse og brug af metaller.
Næsten alle de maskiner, vi kommer i kontakt med i livet, er lavet af legeringer og bruger sjældent et enkelt metal. Dette skyldes, at flere stoffer i legeringen kan udfylde hullerne mellem hinanden, hvilket effektivt forbedrer metallets evne til at modstå træthed.
Ved bearbejdning og brug af metaldele kan det også effektivt reducere forekomsten af træthed ved at holde overfladen ren og væk fra korrosive miljøer.
Men på grund af kompleksiteten af de påvirkningsfaktorer, er det stadig umuligt helt at undgå metaltræthed, og forskerne har stadig lang vej igen.
