Ar įsivaizduojate situaciją, kai skrydžio metu netikėtai nutrūksta lėktuvo nosis?
2007 m. JAV oro pajėgų naikintuvas F-15 turėjo tokią jaudinančią sceną per imituojamą oro mūšį. Dėl avarijos didelio masto JAV F-15 naikintuvų įžeminimas buvo sustabdytas, o tyrimo rezultatai parodė, kad avariją lėmė lėktuvo metalinės strypo nuovargis.
Atsitiktinai 2002 metais iš Taivano į Honkongą skridęs keleivinis lėktuvas Boeing 747 subyrėjo ir sudužo vandenyse netoli Penghu, iš viso žuvo 225 žmonės, įskaitant įgulos narius. Vėlesni tyrimai padarė išvadą, kad suremontuotoje orlaivio odoje atsirado stiprus metalo nuovargio įtrūkimas, dėl kurio nukrito uodega, o galiausiai orlaivis subyrėjo dėl slėgio praradimo salone.
Tai pamatę daugelis draugų susimąstys: pavargę žmonės pavargs, tai kaip gali pavargti metalas?
paveikslėlį
F{0}} naikintuvo nosies ir fiuzeliažo atskyrimas ir piloto išstūmimas iš salono
F{0}} naikintuvo nosies atskyrimas nuo fiuzeliažo ir piloto išmetimas iš salono:
paveikslėlį
F{0}} skrydžio avariją lėmė nuotraukoje pavaizduotos stygos nuovargis
Gyvenimo patirtis byloja, kad nulaužti vielą ranka labai sunku, tačiau perlenkus kelis kartus – lengva.
Tai rodo, kad net jei nuolat besikeičianti išorinė jėga yra daug mažesnė už nuolatinę jėgą, galinčią tiesiogiai nuplėšti metalą, ji palaipsniui susilpnins jo mechanines savybes ir galiausiai jį sunaikins.
Šis metalo reiškinys labai panašus į ilgalaikio darbo žmonių nuovargį, o mokslininkai jį ryškiai vadina „metalo nuovargiu“.
paveikslėlį
Metalo nuovargio pavyzdys
Nors daugelis žmonių nėra girdėję apie metalo nuovargį, jis plačiai slypi kasdieniame žmonių gyvenime, dažnai sukeliantis netikėtas ir rimtas avarijas. Skaičiuojama, kad apie 90 procentų mechaninių avarijų yra susijusios su metalo nuovargiu.
Kodėl iš pažiūros kietas metalas pavargsta?
Paieška
Kaip sakoma, „auksas neturi spalvos, bet baltas nefritas turi nedidelių trūkumų“. Šiuo metu naudojami metalai nėra tobuli. Apdorojimo ar naudojimo metu metalai visada turės kokių nors defektų, tokių kaip nešvarumai ar skylės viduje, įbrėžimai ant paviršiaus ir pan. Šie defektai dažnai būna tik mikronų dydžio, kuriuos sunku pastebėti plika akimi. Jei metalas yra nuolat įtemptas, jie nėra linkę įtrūkti.
Tačiau jei išorinė jėga kinta pakartotinai, kartais tai būna įtampa, o kartais – slėgis, dalis energijos pavirs šiluma ir kaupsis metalo viduje. Kai jis viršija tam tikrą ribą, metalas lengvai nutraukia cheminius ryšius tarp defekto atomų, todėl bus pažeista konstrukcija. trūkinėjant.
paveikslėlį
▲ Mikroskopu stebimi metalo defektai ir metalo nuovargio įtrūkimo procesas, pradedant nuo defektų
Jei žmogus pervargsta, tai dažnai sukels ligą ar net mirtį. Jei metalas yra pavargęs, jis atneš didesnę žalą ir netgi sukels grupines aukas.
Be minėtų nelaimingų atsitikimų skrydžiuose, dėl metalo nuovargio nelaimių dažnai nutinka ir laivai, traukiniai, tiltai, automobiliai ir kt. Per Antrąjį pasaulinį karą JAV įvyko beveik 1,000 metalo nuovargio avarijos 5,000 krovininiuose laivuose, o daugiau nei 200 krovininių laivų buvo visiškai neeksploatuojami; 1998 metais Vokietijoje dideliu greičiu važiavęs traukinys nulėkė nuo bėgių dėl nuovargio ir ratų padangų lūžimo, žuvo daugiau nei 100 žmonių...
paveikslėlį
▲ 1998 m. rimčiausia traukinio avarija Vokietijos istorijoje įvyko dėl rato padangos nuovargio lūžio.
Kadangi metalo nuovargis yra pakartotinio ilgalaikio mažų išorinių jėgų veikimo rezultatas, metalas iš esmės neturi akivaizdžių plastinių deformacijų prieš įtrūkimą, todėl dažnai sunku iš anksto nustatyti metalo nuovargį.
Ar esame bejėgiai prieš metalo nuovargį?
Dėl nenumaldomų mokslininkų pastangų yra daug metodų metalų nuovargiui nustatyti. Ultragarsas, infraraudonieji, gama spinduliai ir kt. gali atlikti fizinį metalų tyrimą.
Japonijos mokslininkai taip pat išrado specialius dažus, sumaišytus su švino titanato milteliais. Atsitrenkus į metalą, per dažų plėvelę ant metalinio paviršiaus tekės srovė, o srovės stiprumas yra susijęs su metalo nuovargio laipsniu. Išmatuojant tai Siekdami sumažinti metalo nuovargio avarijų skaičių, mokslininkai taip pat įdėjo daug pastangų ruošiant ir naudojant metalus.
Beveik visos mašinos, su kuriomis susiduriame gyvenime, yra pagamintos iš lydinių ir retai naudoja vieną metalą. Taip yra todėl, kad kelios lydinyje esančios medžiagos gali užpildyti tarpus tarp kitų, efektyviai pagerindamos metalo gebėjimą atsispirti nuovargiui.
Apdorojant ir naudojant metalines dalis, išlaikant paviršių švarų ir atokiai nuo korozinės aplinkos, taip pat galima veiksmingai sumažinti nuovargį.
Tačiau dėl įtakojančių veiksnių sudėtingumo visiškai išvengti metalo nuovargio vis dar neįmanoma, o mokslininkams dar laukia ilgas kelias.
