金屬疲勞

金屬疲勞

金屬疲勞是指材料、零構件在循環應力或循環應變作用下,在一處或幾處逐漸產生局部永久性累積損傷,經一定循環次數後產生裂紋或突然發生完全斷裂的過程。引當材料和結構受到多次重複變化的載荷作用後,應力值雖然始終沒有超過材料的強度極限,甚至比彈性極限還低的情況下就可能發生破壞,這種在交變載荷重複作用下材料和結構的破壞現象,就叫做金屬的疲勞破壞。

基本信息

現象簡介

金屬疲勞金屬疲勞

材料和結構受到多次重複變化的載荷作用後,應力值雖然始終沒有超過材料的強度極限,甚至比彈性極限還低的情況下就可能發生破壞,這種在交變載荷重複作用下材料和結構的破壞現象,就叫做金屬的疲勞破壞。但其實這種現象不限於固體金屬,許多固體材料也都有這種現象發生,例如塑膠、碳纖維、陶瓷、玻璃等等。

金屬疲勞是造成機械損壞的重要原因,可能直接導致事故的發生,因此所有機械皆需定期檢查、維修、更換零件

物理原理

金屬疲勞 金屬疲勞

人的疲勞感覺來自於長期的勞累或一次過重的負荷,金屬也是一樣。金屬的機械性能會隨著時間而漸漸變弱,這就是金屬的疲勞。在正常使用機械時,重複的推、拉、扭或其他的外力情況都會造成機械部件中金屬的疲勞。這是因為機械受壓時,金屬中原子的排列會大大改變,從而使金屬原子間的化學鍵斷裂,導致金屬裂開。

主要原因

這是因為金屬內部結構並不均勻,從而造成應力傳遞的不平衡,有的地方會成為應力集中區。與此同時,金屬內部的缺陷處還存在許多微小的裂紋。在的持續作用下,裂紋會越來越大,材料中能夠傳遞應力部分越來越少,直至剩餘部分不能繼續傳遞負載時,金屬構件就會全部毀壞。

科學研究

金屬體檢

科學研究表明,金屬疲勞並非完全難以檢測。套用科學的檢測手段避免了不少因金屬疲勞而可能發生的事故。科學家證實,汽車剎車突然失靈而掉下懸崖、飛機發動機突然爆裂、強風使鐵橋崩塌等慘禍發生前,剎車、機身、橋樑上都會產生異常震動,這實際上就是“金屬疲勞”的一種徵兆。所以,當工程師設計飛機、汽車、橋樑或其他機械時,都必須考慮到金屬疲勞問題,並對這些金屬建築或機械定期“體檢”,以確保全全。
所有金屬表面都存在微小缺陷,有的肉眼看得見,有的肉眼看不見。這些瑕疵都會使得應力在該處產生,從而導致金屬開始裂開。所以,當一次負載過重或是多次猛烈晃動,都會導致金屬疲勞而從瑕疵處裂開。現在,冶金學家可以用顯微鏡來檢視金屬表面看不見的瑕疵,他們研究如何以最好的方法來保護金屬,以避免金屬疲勞。
給金屬過度加壓或扭轉會導致金屬疲勞。由於這個原因,在使用金屬部件時,工程師必須要測試金屬的結構,用電子計量器可以測量壓力以及因壓力所造成的傷害。冶金學家通過研究金屬的破裂狀況,可以更加了解金屬的結構,從而研究出減少金屬破裂的機率

聰明塗料

日本原子能研究所的研究人員研製出了一種“聰明塗料”,這種塗料初看和普通塗料沒什麼區別,但實際上塗料中摻入了鈦酸鉛粉末。將“聰明塗料”塗在金屬板上,再敲擊金屬板使其震動,塗膜中會產生電流,這便可作為研究人員分析金屬疲勞程度的信息。例如,將“聰明塗料”塗在飛機機翼上,然後經常測定塗膜中產生的電流,一旦發現異常電流,立即實施緊急精密檢查,及時查明原因,便可排除事故隱患。

抵抗方法

自古人們就知道“強壯”金屬的方法,那就是鍛鍊它們,令它們“百鍊成鋼”。現在我們所說的“鍛鍊身體”一詞,其實就來源於對金屬的鍛鍊。鍛鍊金屬的方法是熱處理,例如對鋼不斷回火和捶打,使其韌化,減弱金屬容易疲勞的特性。
人們想到的另外一個方法是向單一金屬中摻入其他物質,填補金屬中的空隙和瑕疵。如果摻入的物質是金屬,就可以製造出合金,用兩種金屬相互填充空隙的方法來彌補瑕疵,並使得金屬強度增高。如在金屬中加入碳,可以製造出高強度碳鋼;金屬材料中添加各種“維生素”是增強金屬抗疲勞的有效辦法。例如,在鋼鐵和有色金屬里,加進萬分之幾或千萬分之幾的稀土元素,就可以大大提高這些金屬抗疲勞的本領,延長使用壽命。隨著科學技術的發展,現已出現“金屬免疫療法”新技術,通過事先引入的辦法來增強金屬的疲勞強度,以抵抗疲勞損壞。此外,在金屬構件上,應儘量減少薄弱環節,還可以用一些輔助性工藝增加表面光潔度,以免發生鏽蝕。對產生震動的機械設備要採取防震措施,以減少金屬疲勞的可能性。在必要的時候,要進行對金屬內部結構的檢測,對防止金屬疲勞也很有好處。

現在,利用金屬疲勞斷裂特性製造的應力斷料機已經誕生。可以對各種性能的金屬和非金屬在某一切口產生疲勞斷裂進行加工。這個過程只需要1―2秒鐘的時間,而且,越是難以切削的材料,越容易通過這種加工來滿足人們的需要

遊戲

簡介

“我不能再等了”著名的GameSpot網站曾經對這款遊戲作這樣獨特的評論。ComputerGamingWorld、ComputerGamesStrategyPlus等多家著名的遊戲雜誌和網站都對此款遊戲作出較高度的評價,是那款遊戲有幸得到這么多的認同,無它,正是筆者要介紹給各位的,由Psygnosis公司推出的新世紀大作《MetalFatigue》。

基本信息

中文名稱:金屬疲勞
英文名稱:MetalFatigue
別名:激爆裝甲
版本:硬碟
發行時間:2000年
製作發行:製作公司:Zono
發行公司:Psygnosis
地區:美國
語言:英語
簡介:
轉自osloskop
製作公司:Zono
發行公司:Psygnosis
遊戲類型:RTS(即時戰略
系統要求:P20032M3D

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