Možete li zamisliti situaciju da se nos aviona iznenada odlomi tokom leta?
Godine 2007., borbeni avion F-15 američkog ratnog zrakoplovstva imao je tako uzbudljivu scenu tokom simulirane zračne bitke. Nesreća je izazvala prizemljenje američkih borbenih aviona F-15 velikih razmjera, a rezultati istrage su pokazali da je do nesreće došlo zbog zamora metalnog stringera u avionu.
Slučajno, 2002. godine, putnički avion Boeing 747 koji je leteo iz Tajvana za Hong Kong raspao se i srušio u vodama u blizini Penghua, pri čemu je poginulo ukupno 225 ljudi, uključujući članove posade. Naknadnim istraživanjima zaključeno je da je došlo do jakog pucanja metala od zamora u popravljenoj koži na avionu, što je dovelo do otpadanja repa, a na kraju i do raspada aviona zbog gubitka pritiska u kabini.
Vidjevši ovo, mnogi prijatelji će biti zbunjeni: Ljudi će se umoriti kada su umorni, pa kako se metal može umoriti?
slika
Odvajanje nosa i trupa borbenog aviona F-15 i proces izbacivanja pilota iz kabine
Proces odvajanja nosa lovca F-15 od trupa i izbacivanja pilota iz kabine:
slika
Letna nesreća F-15 uzrokovana je umorom stringera na slici
Životno iskustvo nam govori da je žicu jako teško slomiti rukom, ali je lako slomiti ako se više puta presavije.
Ovo pokazuje da čak i ako je vanjska sila koja se stalno mijenja mnogo manja od konstantne sile koja može direktno odvući metal, postepeno će oslabiti njegova mehanička svojstva i na kraju ga uništiti.
Ovaj fenomen metala je vrlo sličan umoru ljudi na dugotrajnom radu, a naučnici ga slikovito nazivaju "zamor metala".
slika
Primjer zamora metala
Iako mnogi ljudi nikada nisu čuli za zamor metala, on se često krije u svakodnevnom životu ljudi, često uzrokujući neočekivane i ozbiljne nesreće. Procjenjuje se da je oko 90 posto mehaničkih nezgoda povezano sa zamorom metala.
Zašto se naizgled tvrdi metal zamara?
traži
Kako se kaže, "zlato nema boju, ali bijeli žad ima male nedostatke." Metali koje trenutno koristimo nisu savršeni. Tokom obrade ili upotrebe, metali će uvijek imati neke nedostatke, kao što su nečistoće ili rupe iznutra, ogrebotine na površini itd. Ovi defekti su često veličine samo mikrona, koje je teško uočiti golim okom. Ako se na metal primjenjuje stalna napetost, oni nisu skloni pucanju.
Međutim, ako se vanjska sila više puta mijenja, nekada je to napetost, a ponekad pritisak, dio energije će se pretvoriti u toplinu i akumulirati unutar metala. Jednom kada pređe određenu granicu, metal će lako prekinuti kemijske veze između atoma na defektu, što će rezultirati strukturnim oštećenjem. pucanje.
slika
▲Defekti metala uočeni pod mikroskopom i proces pucanja metala od zamora počevši od defekata
Ako je osoba preumorna, to će često uzrokovati bolest ili čak smrt. Ako je metal umoran, to će donijeti veću štetu, pa čak i uzrokovati grupne žrtve.
Pored gore pomenutih letačkih nesreća, brodovi, vozovi, mostovi, automobili, itd. takođe su često uzrokovani katastrofama zamora metala. Tokom Drugog svjetskog rata, skoro 1,000 nesreća zbog zamora metala dogodila se na 5,000 teretnih brodova u Sjedinjenim Državama, a više od 200 teretnih brodova je bilo potpuno van upotrebe; 1998. godine, voz koji je vozio velikom brzinom u Njemačkoj iskočio je iz šina zbog zamora i loma guma kotača, pri čemu je poginulo više od 100 ljudi...
slika
▲ Godine 1998., najozbiljnija željeznička nesreća u njemačkoj historiji uzrokovana je lomom gume na kotaču od umora
Budući da je zamor metala rezultat ponavljanog dugotrajnog djelovanja malih vanjskih sila, metal u osnovi nema očiglednu plastičnu deformaciju prije pucanja, tako da je često teško unaprijed detektirati zamor metala.
Jesmo li bespomoćni protiv zamora metala?
Kroz neprekidne napore naučnika, postoji mnogo metoda za otkrivanje zamora metala. Ultrazvučni, infracrveni, gama zraci, itd. mogu izvršiti fizički pregled metala.
Japanski naučnici su takođe izmislili specijalnu boju pomešanu sa prahom olovnog titanata. Kada se metal udari, struja će teći kroz film boje na metalnoj površini, a veličina struje je povezana sa stepenom zamora metala. Mjereći ovo Kako bi smanjili pojavu nezgoda zamora metala, naučnici su također uložili velike napore u pripremi i upotrebi metala.
Gotovo sve mašine sa kojima dolazimo u kontakt u životu su napravljene od legura i retko koriste samo jedan metal. To je zato što nekoliko supstanci u leguri mogu popuniti međusobne praznine, efektivno poboljšavajući sposobnost metala da se odupre umoru.
Prilikom obrade i upotrebe metalnih dijelova, održavanje površine čistom i dalje od korozivnog okruženja također može učinkovito smanjiti pojavu zamora.
Međutim, zbog složenosti faktora koji utiču, još uvijek je nemoguće u potpunosti izbjeći zamor metala, a naučnicima je još dug put.
