Viete si predstaviť situáciu, keď sa počas letu náhle odlomí nos lietadla?
V roku 2007 mala stíhačka F-15 amerického letectva takúto napínavú scénu počas simulovanej leteckej bitky. Nehoda spôsobila rozsiahle uzemnenie amerických stíhačiek F-15 a výsledky vyšetrovania ukázali, že nehodu spôsobila únava kovového nosníka lietadla.
Zhodou okolností sa v roku 2002 vo vodách neďaleko Penghu rozpadlo a zrútilo osobné lietadlo Boeing 747 letiace z Taiwanu do Hongkongu, pričom celkovo zahynulo 225 ľudí vrátane členov posádky. Následné vyšetrovanie dospelo k záveru, že v opravenom plášti lietadla došlo k vážnemu prasknutiu spôsobenému únavou kovu, čo spôsobilo odpadnutie chvosta a nakoniec spôsobilo rozpad lietadla v dôsledku straty tlaku v kabíne.
Keď to uvidia, mnohí priatelia budú zmätení: Ľudia sa unavia, keď sú unavení, tak ako sa môže unaviť metal?
obrázok
Oddelenie nosa a trupu stíhačky F-15 a proces katapultovania pilota z kabíny
Proces oddeľovania nosa stíhačky F-15 od trupu a katapultovania pilota z kabíny:
obrázok
Letovú nehodu F-15 spôsobila únava struníka na obrázku
Životná skúsenosť nám hovorí, že je veľmi ťažké pretrhnúť drôt ručne, ale je ľahké ho zlomiť, ak je niekoľkokrát preložený.
To ukazuje, že aj keď je opakovane sa meniaca vonkajšia sila oveľa menšia ako konštantná sila, ktorá môže kov priamo odtrhnúť, postupne oslabí jeho mechanické vlastnosti a nakoniec ho zničí.
Tento fenomén kovu je veľmi podobný únave ľudí pri dlhodobej práci a vedci ho živo nazývajú „únava kovu“.
obrázok
Príklad kovovej únavy
Hoci veľa ľudí nikdy nepočulo o únave kovov, vo veľkej miere číha v každodennom živote ľudí a často spôsobuje neočakávané a vážne nehody. Odhaduje sa, že asi 90 percent mechanických nehôd súvisí s únavou kovu.
Prečo sa zdanlivo tvrdý kov unavuje?
Vyhľadávanie
Ako sa hovorí, "zlato nemá farbu, ale biely nefrit má drobné nedostatky." Kovy, ktoré v súčasnosti používame, nie sú dokonalé. Počas spracovania alebo používania budú mať kovy vždy nejaké chyby, ako sú nečistoty alebo diery vo vnútri, škrabance na povrchu atď. Tieto defekty sú často len rádovo v mikrónoch, ktoré je ťažké pozorovať voľným okom. Ak sa na kov aplikuje konštantné napätie, nie sú náchylné na praskliny.
Ak sa však vonkajšia sila opakovane mení, niekedy je to napätie a niekedy tlak, časť energie sa premení na teplo a akumuluje sa vo vnútri kovu. Akonáhle prekročí určitú hranicu, kov ľahko rozbije chemické väzby medzi atómami v mieste defektu, čo má za následok poškodenie štruktúry. praskanie.
obrázok
▲Kovové defekty pozorované pod mikroskopom a proces únavového praskania kovu počnúc defektmi
Ak je človek nadmerne unavený, často to spôsobí chorobu alebo dokonca smrť. Ak je kov unavený, spôsobí väčšie škody a dokonca spôsobí skupinové obete.
Okrem leteckých nehôd spomenutých vyššie sú lode, vlaky, mosty, autá atď. často spôsobené aj únavou kovov. Počas druhej svetovej vojny došlo v Spojených štátoch k takmer 1000 nehode spôsobenej únavou kovu na 5000 nákladných lodiach a viac ako 200 nákladných lodí bolo úplne mimo prevádzky; V roku 1998 sa vlak idúci vysokou rýchlosťou v Nemecku vykoľajil v dôsledku únavy a prasknutia kolies, pričom zahynulo viac ako 100 ľudí...
obrázok
▲V roku 1998 bola najvážnejšia vlaková nehoda v nemeckej histórii spôsobená únavovou zlomeninou kolesa
Pretože únava kovu je výsledkom opakovaného dlhodobého pôsobenia malých vonkajších síl, kov v podstate nemá žiadnu zjavnú plastickú deformáciu pred prasknutím, takže je často ťažké vopred odhaliť únavu kovu.
Sme proti únave kovov bezmocní?
Vďaka neustálemu úsiliu vedcov existuje mnoho metód na zistenie únavy kovov. Ultrazvukové, infračervené, gama lúče atď. môžu vykonávať fyzikálne vyšetrenie kovov.
Japonskí vedci vynašli aj špeciálnu farbu zmiešanú s práškom titaničitanu olovnatého. Keď je kov zasiahnutý, prúd preteká cez náterový film na povrchu kovu a veľkosť prúdu súvisí so stupňom únavy kovu. Meraním tohto Aby sa znížil výskyt nehôd spôsobených únavou kovov, vedci vynaložili veľké úsilie aj na prípravu a použitie kovov.
Takmer všetky stroje, s ktorými v živote prichádzame do kontaktu, sú vyrobené zo zliatin a len zriedka používajú jeden kov. Je to preto, že viaceré látky v zliatine môžu vyplniť medzery medzi sebou, čím sa účinne zlepší schopnosť kovu odolávať únave.
Pri spracovaní a používaní kovových dielov, udržiavanie povrchu čistého a mimo korozívneho prostredia môže tiež účinne znížiť výskyt únavy.
Pre zložitosť ovplyvňujúcich faktorov sa však stále nedá úplne vyhnúť únave kovu a vedci majú pred sebou ešte dlhú cestu.
