Geturðu ímyndað þér aðstæður þar sem nefið á flugvélinni brotnar skyndilega af í fluginu?
Árið 2007 var F-15 orrustuþota bandaríska flughersins með svo spennandi atriði í hermdu loftbardaga. Slysið olli því að bandarísku F-15 orrustuþoturnar kyrrtust í stórum stíl og niðurstöður rannsókna sýndu að slysið varð vegna þreytu málmstrengja í vélinni.
Fyrir tilviljun, árið 2002, brotnaði Boeing 747 farþegaflugvél frá Taívan til Hong Kong í sundur og hrapaði á hafsvæðinu nálægt Penghu með þeim afleiðingum að alls 225 létust, þar á meðal áhafnarmeðlimir. Síðari rannsóknir komust að þeirri niðurstöðu að alvarleg málmþreytusprunga hafi átt sér stað í viðgerðri húð á flugvélinni sem olli því að skottið datt af og að lokum varð það til þess að flugvélin sundraðist vegna þrýstingsmissis í farþegarýminu.
Þegar þeir sjá þetta verða margir vinir undrandi: Fólk verður þreytt þegar það er þreytt, svo hvernig getur málmur orðið þreytt?
mynd
Aðskilnaður á nefi og skrokki F-15 orrustuþotunnar og ferlið við að kasta flugmanninum út úr farþegarýminu
Ferlið við að aðskilja nef F-15 orrustuflugvélarinnar frá skrokknum og kasta flugmanninum út úr farþegarýminu:
mynd
Flugslysið á F-15 varð vegna þreytu strengsins á myndinni
Lífsreynslan segir okkur að það sé mjög erfitt að slíta vírinn með höndunum en það er auðvelt að brjóta hann saman ef hann er brotinn nokkrum sinnum.
Þetta sýnir að jafnvel þó að ytri krafturinn sem breytist ítrekað sé miklu minni en sá stöðugi kraftur sem getur beinlínis dregið málminn af, mun hann smám saman veikja vélræna eiginleika hans og eyðileggja hann að lokum.
Þetta málmfyrirbæri er mjög svipað þreytu fólks í langtímavinnu og vísindamenn kalla það ljóslifandi "málmþreytu".
mynd
Metal Fatigue Dæmi
Þó að margir hafi aldrei heyrt um málmþreytu leynist hún víða í daglegu lífi fólks og veldur oft óvæntum og alvarlegum slysum. Talið er að um 90 prósent vélslysa tengist málmþreytu.
Hvers vegna þreyta að því er virðist harður málmur?
leit
Eins og orðatiltækið segir, "gull hefur engan lit, en hvítt jade hefur smá galla." Málmarnir sem við notum núna eru ekki fullkomnir. Við vinnslu eða notkun munu málmar alltaf hafa einhverja galla, svo sem óhreinindi eða göt inni, rispur á yfirborði o.s.frv. Þessir gallar eru oft aðeins af stærðargráðunni míkron, sem erfitt er að sjá með berum augum. Ef stöðug spenna er lögð á málminn eru þeir ekki viðkvæmir fyrir sprungum.
Hins vegar, ef ytri krafturinn breytist ítrekað, stundum er það spenna og stundum er það þrýstingur, mun hluti orkunnar breytast í hita og safnast fyrir inni í málminum. Þegar það fer yfir ákveðin mörk mun málmurinn auðveldlega brjóta efnatengi á milli atóma við gallann, sem leiðir til skemmda á byggingunni. sprunga.
mynd
▲Málmgalla sem sést í smásjá og málmþreytusprungunarferlið sem byrjar á göllunum
Ef einstaklingur er ofþreyttur mun það oft valda sjúkdómum eða jafnvel dauða. Ef málmur er þreyttur mun það valda meiri skaða og jafnvel valda hópslysum.
Auk flugslysanna sem nefnd eru hér að ofan eru skip, lestir, brýr, bílar o.fl. einnig oft af völdum málmþreytuhamfara. Í seinni heimsstyrjöldinni urðu næstum 1,000 málmþreytuóhöpp á 5,000 flutningaskipum í Bandaríkjunum, og meira en 200 flutningaskip voru algjörlega ónotuð; árið 1998 fór lest sem var á miklum hraða í Þýskalandi út af sporinu vegna þreytu og hjólbarðabrotna með þeim afleiðingum að meira en 100 manns létu lífið...
mynd
▲Árið 1998 varð alvarlegasta lestarslys í sögu Þýskalands vegna þreytubrots á hjólbarða
Vegna þess að málmþreyta er afleiðing af endurteknum langtímaverkun lítilla ytri krafta, hefur málmurinn í grundvallaratriðum engin augljós plastaflögun fyrir sprungur, svo það er oft erfitt að greina málmþreytu fyrirfram.
Erum við hjálparlaus gegn málmþreytu?
Með þrotlausri viðleitni vísindamanna eru margar aðferðir til að greina þreytu málma. Ultrasonic, innrauðir, gammageislar osfrv geta allir framkvæmt líkamlega skoðun á málmum.
Japanskir vísindamenn fundu einnig upp sérstaka málningu sem var blandað með blýtítanatidufti. Þegar málminn er sleginn mun straumur renna í gegnum málningarfilmuna á málmyfirborðinu og er stærð straumsins tengd þreytustigi málmsins. Með því að mæla þetta Til þess að draga úr tilfellum málmþreytingarslysa hafa vísindamenn einnig lagt mikið upp úr undirbúningi og notkun málma.
Næstum allar vélar sem við komumst í snertingu við í lífinu eru gerðar úr málmblöndur og nota sjaldan einn málm. Þetta er vegna þess að nokkur efni í málmblöndunni geta fyllt eyðurnar á milli, og í raun bætt getu málmsins til að standast þreytu.
Við vinnslu og notkun málmhluta getur það einnig dregið úr þreytu með því að halda yfirborðinu hreinu og fjarri ætandi umhverfi.
Hins vegar, vegna þess hve áhrifaþættirnir eru flóknir, er enn ómögulegt að forðast málmþreytu algjörlega og vísindamenn eiga enn langt í land.
