Dokážete si představit situaci, kdy se nos letadla během letu náhle ulomí?
V roce 2007 měla stíhačka F-15 amerického letectva tak vzrušující scénu během simulované letecké bitvy. Nehoda způsobila rozsáhlé uzemnění amerických stíhaček F-15 a výsledky vyšetřování ukázaly, že nehodu způsobila únava kovové výztuhy letadla.
Shodou okolností se v roce 2002 ve vodách poblíž Penghu rozpadlo a zřítilo osobní letadlo Boeing 747 letící z Tchaj-wanu do Hongkongu, přičemž celkem zahynulo 225 lidí včetně členů posádky. Následná vyšetřování dospěla k závěru, že v opraveném potahu letadla došlo k vážnému praskání způsobenému únavou kovu, což způsobilo odpadnutí ocasu a nakonec způsobilo rozpad letadla v důsledku ztráty tlaku v kabině.
Když to uvidí, mnoho přátel bude zmateno: Lidé se unaví, když jsou unavení, tak jak se může unavit metal?
obrázek
Oddělení přídě a trupu stíhačky F-15 a proces katapultování pilota z kabiny
Proces oddělení přídě stíhačky F{0}} od trupu a vysunutí pilota z kabiny:
obrázek
Letovou nehodu F-15 způsobila únava podélníku na obrázku
Životní zkušenost nám říká, že je velmi obtížné drát přerušit ručně, ale je snadné ho přerušit, pokud je několikrát přeložen.
To ukazuje, že i když je opakovaně se měnící vnější síla mnohem menší než konstantní síla, která může kov přímo strhnout, postupně oslabí jeho mechanické vlastnosti a nakonec ho zničí.
Tento fenomén kovu je velmi podobný únavě lidí při dlouhodobé práci a vědci mu živě říkají „únava kovu“.
obrázek
Příklad kovové únavy
Ačkoli mnoho lidí nikdy neslyšelo o únavě kovů, běžně se skrývá v každodenním životě lidí a často způsobuje neočekávané a vážné nehody. Odhaduje se, že asi 90 procent mechanických nehod souvisí s únavou kovů.
Proč se zdánlivě tvrdý kov unavuje?
Vyhledávání
Jak se říká, "zlato nemá barvu, ale bílý nefrit má drobné nedostatky." Kovy, které v současnosti používáme, nejsou dokonalé. Během zpracování nebo používání budou mít kovy vždy nějaké vady, jako jsou nečistoty nebo díry uvnitř, škrábance na povrchu atd. Tyto vady jsou často pouze v řádu mikronů, které jsou pouhým okem obtížně pozorovatelné. Pokud je na kov aplikováno konstantní napětí, nejsou náchylné k prasklinám.
Pokud se však vnější síla opakovaně mění, někdy je to tah a někdy tlak, část energie se přemění na teplo a akumuluje se uvnitř kovu. Jakmile překročí určitou mez, kov snadno rozbije chemické vazby mezi atomy v defektu, což má za následek strukturální poškození. praskání.
obrázek
▲Kovové defekty pozorované pod mikroskopem a proces únavového praskání kovu počínaje defekty
Pokud je člověk příliš unavený, často to způsobí onemocnění nebo dokonce smrt. Pokud je kov unavený, způsobí větší škody a dokonce způsobí skupinové oběti.
Kromě výše uvedených leteckých nehod jsou lodě, vlaky, mosty, auta atd. také často způsobeny katastrofami způsobenými únavou kovů. Během druhé světové války došlo ve Spojených státech k téměř 1000 nehodě způsobené únavou kovu na 5000 nákladních lodích a více než 200 nákladních lodí bylo zcela mimo provoz; V roce 1998 vlak jedoucí vysokou rychlostí v Německu vykolejil kvůli únavě a prasknutí pneumatik kol a zabilo více než 100 lidí...
obrázek
▲V roce 1998 byla nejvážnější vlaková nehoda v německé historii způsobena únavovou zlomeninou pneumatiky kola
Protože únava kovu je výsledkem opakovaného dlouhodobého působení malých vnějších sil, kov v podstatě nemá žádnou zjevnou plastickou deformaci před prasknutím, takže je často obtížné únavu kovu předem odhalit.
Jsme proti únavě kovů bezmocní?
Díky neutuchajícímu úsilí vědců existuje mnoho metod, jak odhalit únavu kovů. Ultrazvukové, infračervené, gama paprsky atd. mohou provádět fyzikální vyšetření kovů.
Japonští vědci také vynalezli speciální barvu smíchanou s práškem titaničitanu olovnatého. Když je kov zasažen, proud bude protékat vrstvou barvy na povrchu kovu a velikost proudu souvisí se stupněm únavy kovu. Měřením toho Aby se snížil výskyt nehod způsobených únavou kovů, vynaložili vědci také velké úsilí při přípravě a použití kovů.
Téměř všechny stroje, se kterými v životě přicházíme do styku, jsou vyrobeny ze slitin a jen zřídka používají jediný kov. Je to proto, že několik látek ve slitině může vyplnit mezery mezi sebou a účinně zlepšit schopnost kovu odolávat únavě.
Při zpracování a používání kovových dílů může také udržování povrchu čistého a mimo korozivní prostředí účinně snížit výskyt únavy.
Kvůli složitosti ovlivňujících faktorů se však stále nelze zcela vyhnout únavě kovů a vědci mají před sebou ještě dlouhou cestu.
