亚搏娱乐app与疲劳的“兄弟情”

亚搏娱乐app与疲劳均为材料构件失效的主要形式,在多种情况下,二者相辅相成,相互促进,共同对材料发起攻击,俨然一对团结互助的“好兄弟”。 这对“好兄弟”一起出现时就是亚搏娱乐app疲劳,亚搏娱乐app疲劳是指材料在交变载荷和亚搏娱乐app介质的协同、交互作用下发生的一种破坏形式,广泛存在于航空、船舶以及石油等领域,亚搏娱乐app疲劳破坏是工程上面临的严重问题,现已成为工业领域急需解决的课题。但本次世界亚搏娱乐app日,我们先不说兄弟俩的事儿,而是聊聊亚搏娱乐app的弟弟——金属疲劳那些事儿。

金属为什么会疲劳?

生活经验告诉我们,要想徒手拉断铁丝是非常困难的,但如果反复折几下却很容易折断。这表明,即使反复变化的外力远小于能将金属直接拉断的恒力,也会使它的机械性能逐渐变弱并最终损毁。金属的这种现象和人在长期工作下的疲劳非常像,科学家们便形象地称其为“金属疲劳”。

不少小伙伴都会疑惑:人累了会疲劳,怎么坚硬的金属也会疲劳呢?正所谓“黄金无足色,白璧有微瑕”,我们目前所用的金属并非是完美的,在加工或使用的过程中,金属总会存在一些缺陷,比如内部有杂质或孔洞、表面有划痕。这些缺陷往往只有微米量级,很难通过肉眼观察,如果给金属施加一个不变的拉力,它们并不容易产生裂缝。可如果外力是反复变化的,一会儿是拉力一会儿是压力,一部分能量就会转换成热,积累在金属内部,一旦超过某个限度,金属就很容易在缺陷处发生原子间的化学键断裂,导致结构开裂。

什么是疲劳?

疲劳的特点

突然性:断裂时并无明显的宏观塑性变形,断裂前没有明显的预兆,而是突然地破坏; 低应力:疲劳破坏在循环应力的最大值,远低于材料的抗拉强度或屈服强度的情况下就可以发生; 重复载荷:疲劳破坏是多次重复载荷作用下产生的破坏,它是较长期的交变应力作用的结果,疲劳破坏往往要经历一定时间,与静载下的一次破坏不同 ...

疲劳的影响因素

影响疲劳强度的因素比较多,以下几类因素在航空发动机设计、制造中需要重点予以考虑。应力集中:疲劳源总是出现在应力集中的地方,必须注意构件的细节设计以避免严重的应力集中,比如加大剖面突变处的圆角半径; 表面状态:疲劳裂纹常常从表面开始,所以表面状态对疲劳强度会有显着的影响,表面加工越粗糙,疲劳强度降低、越严重 ...

疲劳的危害

虽然很多人都没听过金属疲劳的事儿,但它却广泛潜伏在人们的日常生活中,常常引发出人意料的严重事故。据估计,约90%的机械事故都和金属疲劳有关。2007年,美国空军的一架F-15战斗机在模拟空战时,战机机头与机身分离,飞行员弹射出舱,这次事故造成美军F-15战机大面积停飞,调查结果显示,事故起因于飞机上的一根金属纵梁发生了疲劳。无独有偶,2002年,一架由我国台湾飞往香港的波音747客机在澎湖附近海域解体坠毁,造成包括机组成员在内共225人不幸罹难。事后调查认为,飞机上一块修补过的蒙皮发生了严重的金属疲劳开裂,造成机尾脱落,最终导致飞机因舱体失压而解体。 除了飞行事故,轮船、列车、桥梁、汽车等也常因金属疲劳招致灾难:二战期间,美国的5000艘货船发生了近1000次金属疲劳事故,200多艘货船彻底歇菜;1998年,德国一列高速行驶的动车因车轮轮箍的疲劳断裂而脱轨,造成100余人死亡。

详解(一)

航空史上最着名的军用飞机疲劳破坏事件,应该是1969年美国空军的F-111空中解体。F-111结构中有个特殊的可变后掠机翼设计,这是因为固定式机翼在特定的飞行速度、高度、大气温度、大气密度、引擎推力下,有最佳的性能表现,一旦其中某个因素改变,性能就会降低。而可变后掠机翼则完全无此缺点,它就像是设计各种不同的机翼...

详解(二)

2007年11月2日上午,一架隶属于美国密苏里州空中国民兵(Air National Guard)的F-15C,在执行训练任务时突然空中解体,就是上述顾虑的最佳例证。失事当时,这架编号80-0034的F-15C正执行基本战斗机机动(Basic Fighter Maneuvers)演练,与僚机进行一对一的空中攻击及防御动作训练。在进行第二次的接战练习时,失事...

疲劳对策

难道我们就对邪恶的金属疲劳束手无策了吗?非也 我们了解疲劳相关的内容,最终目的是要预防或者减少航空发动机等机械构件发生疲劳失效的情况,进行长寿命设计。如下这些措施常用于提高结构的疲劳强度...

结语

中国工程院赵振业院士呼吁,加速抗疲劳制造研究发展,建立抗疲劳制造、极限寿命设计、极限性能材料新三位一体技术体系是机械制造升级转型的当务之急,是提升国民经济发展的根本道路,是实现机械制造强国的根本道路。强硬如金属尚且如此,虽然算不上什么新知,但也从某一种角度提醒着我们:革命尚未成功,我辈仍须强韧性、减疲劳,来日方长。