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1 # 使用者3218622505484
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談到金屬疲勞,大家一定覺得很奇怪,難道金屬也會疲勞嗎?會的。它跟人一樣,超過了一定限度,就會疲勞。
我們不妨用鐵絲做個實驗,如果直著去拉,那是很難折斷的,但要是反覆彎折,就很容易弄斷了。這說明,像鋼鐵這樣的金屬,在反覆變化的外力作用下,它的強度要比在不變外力作用下小得多。人們便把這種現象叫做金屬疲勞。
金屬雖然像人一樣會發生疲勞,但卻同人的疲勞有著本質的區別;人疲勞後,經過一定的休息就可以恢復,而金屬疲勞則永遠不能恢復,因而造成許多惡性破壞事故,如輪船沉沒,飛機墜毀,橋樑倒塌等。據估計,在現代機器裝置中,有80%——90%的零部件的損壞,都是由金屬疲勞造成的。因為金屬部件所受的外力超過一定限度,在材料內部抵抗最弱的地方,會出現人眼察覺不到的裂紋。如果部件所受外力不變,微小的裂紋就不會發展,材料也不易損壞。如果部件所受的是一種方向或大小經常重複變化的外力,那麼,金屬材料內部的微小裂紋就會時而張開,時而相壓,時而互相研磨,使裂紋擴大和發展。當裂紋擴大到一定程度,金屬材料被削弱到不再能承擔外力時,只要有一點偶然的衝擊,零部件就會發生斷裂。所以,金屬疲勞造成的破壞往往都是突如其來,沒有明顯的跡象讓人察覺。
金屬“疲勞”一詞,最早是由法國學者J·V.彭賽提出來的。但對金屬疲勞進行研究的,則是德國科學家A·沃勒,他在19世紀50年代就發現了表現金屬疲勞特性的S——N曲線,並提出了疲勞極限的概念。儘管對金屬疲勞的研究已經有100多年了,作為綜合性的應用學科,已經從物理學中的固體力學和金屬物理學領域中分離出來,但許多問題仍沒有得到解決。
現在,人們對金屬疲勞問題仍在不懈地探索著。其中人們最為關注的,是如何對現代化工業裝置採取預防和保護措施,防患於未然。比如,選擇具有較高抗疲勞效能的材料、防止應力集中、合理佈局結構、提高構件表面加工質量和採用一些新技術和新工藝等。
再就是從理論上探討金屬疲勞造成破壞的原理是什麼。在這方面,科學家們進行了各種各樣的分析和研究。在疲勞破壞機理的研究中,就有人提出迴圈軟化、滑移、錯位、空洞合併和拉鍊等說法;在疲勞積累損傷方面,目前已建立了幾十種損傷理論,包括線性理論、修正理論經驗公式和半經驗公式等;在疲勞裂紋擴充套件方面,已提出了幾十個裂紋擴充套件公式。但這些觀點和實驗方法,都具有很大的侷限性和片面性,還需科學家們付出更大的辛勞和努力。
金屬疲勞問題是現代工業面臨的大敵,如不及時解決,將會遺患無窮。所以,現在世界各國的科學家都在進行不懈的努力,力圖克服這個領域中的種種疑難。相信在不遠的將來,這方面的研究會有重大的突破。
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談到金屬疲勞,大家一定覺得很奇怪,難道金屬也會疲勞嗎?會的。它跟人一樣,超過了一定限度,就會疲勞。
我們不妨用鐵絲做個實驗,如果直著去拉,那是很難折斷的,但要是反覆彎折,就很容易弄斷了。這說明,像鋼鐵這樣的金屬,在反覆變化的外力作用下,它的強度要比在不變外力作用下小得多。人們便把這種現象叫做金屬疲勞。
金屬雖然像人一樣會發生疲勞,但卻同人的疲勞有著本質的區別;人疲勞後,經過一定的休息就可以恢復,而金屬疲勞則永遠不能恢復,因而造成許多惡性破壞事故,如輪船沉沒,飛機墜毀,橋樑倒塌等。據估計,在現代機器裝置中,有80%——90%的零部件的損壞,都是由金屬疲勞造成的。因為金屬部件所受的外力超過一定限度,在材料內部抵抗最弱的地方,會出現人眼察覺不到的裂紋。如果部件所受外力不變,微小的裂紋就不會發展,材料也不易損壞。如果部件所受的是一種方向或大小經常重複變化的外力,那麼,金屬材料內部的微小裂紋就會時而張開,時而相壓,時而互相研磨,使裂紋擴大和發展。當裂紋擴大到一定程度,金屬材料被削弱到不再能承擔外力時,只要有一點偶然的衝擊,零部件就會發生斷裂。所以,金屬疲勞造成的破壞往往都是突如其來,沒有明顯的跡象讓人察覺。
金屬“疲勞”一詞,最早是由法國學者J·V.彭賽提出來的。但對金屬疲勞進行研究的,則是德國科學家A·沃勒,他在19世紀50年代就發現了表現金屬疲勞特性的S——N曲線,並提出了疲勞極限的概念。儘管對金屬疲勞的研究已經有100多年了,作為綜合性的應用學科,已經從物理學中的固體力學和金屬物理學領域中分離出來,但許多問題仍沒有得到解決。
現在,人們對金屬疲勞問題仍在不懈地探索著。其中人們最為關注的,是如何對現代化工業裝置採取預防和保護措施,防患於未然。比如,選擇具有較高抗疲勞效能的材料、防止應力集中、合理佈局結構、提高構件表面加工質量和採用一些新技術和新工藝等。
再就是從理論上探討金屬疲勞造成破壞的原理是什麼。在這方面,科學家們進行了各種各樣的分析和研究。在疲勞破壞機理的研究中,就有人提出迴圈軟化、滑移、錯位、空洞合併和拉鍊等說法;在疲勞積累損傷方面,目前已建立了幾十種損傷理論,包括線性理論、修正理論經驗公式和半經驗公式等;在疲勞裂紋擴充套件方面,已提出了幾十個裂紋擴充套件公式。但這些觀點和實驗方法,都具有很大的侷限性和片面性,還需科學家們付出更大的辛勞和努力。
金屬疲勞問題是現代工業面臨的大敵,如不及時解決,將會遺患無窮。所以,現在世界各國的科學家都在進行不懈的努力,力圖克服這個領域中的種種疑難。相信在不遠的將來,這方面的研究會有重大的突破。