Metaalvermoeidheid is die proses van geleidelike ophoping van mikroskopiese skade in die metaalstruktuur onder die invloed van eksterne faktore, wat verder groei na groter en groter. Dit is 'n gereelde voorkoms wat tot baie rampspoedige resultate kan lei.
Opsporing en beskrywing van die verskynsel
Die pionier van die verskynsel was die Duitse mynbouingenieur Wilhelm Albert, wat die verslyting van metaal in 1829 beskryf op grond van die resultate van sy eksperimente, met behulp van die voorbeeld van herhaalde buigings van die skakels van die kettings van my takels op 'n eksperimentele masjien wat hy ontwikkel het. Die term "metaalvermoeidheid" is egter eers in 1839 deur die Franse wetenskaplike Jean-Victor Poncelet bekendgestel, wat die afname in die sterkte van staalstrukture onder die invloed van sikliese spanning beskryf het.
'N Rukkie later het die Duitse ingenieur August Wöller 'n bydrae gelewer tot die teorie van metaalvermoeidheid, sowel as die ontwerp van metaalstrukture wat aan sikliese spanning onderhewig was, en die resultate van eksperimente met yster en staal in 1858-1870 gepubliseer onder herhaalde spanning -kompressie. Die resultate van sy navorsing in 1874 is grafies aangebied in die vorm van tabelle deur die Duitse argitek Lewis Spangenberg. Sedertdien word 'n visuele voorstelling van die verkreë verband tussen die amplitudes van die sikluspanning en die aantal siklusse voor die vernietiging van die metaalstruktuur die Völler-diagram genoem.
Sedertdien het die verskynsel van metaalvermoeidheid sy duidelike definisie gekry as die proses van akkumulasie oor tyd van skade aan 'n metaalstruktuur onder die werking van afwisselende (gewoonlik sikliese) spanning, wat lei tot 'n verandering in die eienskappe van die struktuur vorming van krake daarin, die progressiewe ontwikkeling daarvan en die daaropvolgende vernietiging van die materiaal.
Gevolge van metaalvermoeidheid
Progressiewe metaalvermoeidheid kan lei tot die vernietiging van metaalstrukture. In die reël gebeur dit tydens hul operasie (wanneer die maksimum belasting op die meganismes uitgevoer word), wat kan lei tot ongelukke en rampe, insluitend menslike ongevalle. Voorbeelde van enkele van die bekendste voorvalle:
- die Versailles-spoorwegramp in 1842, waardeur 55 mense gesterf het (die oorsaak was 'n moegheidsbreuk van die lokas).
- die ongeluk van die hoëspoed-elektriese trein ICE naby die gemeente Eschede in Duitsland in 1998, en 101 mense is dood en 88 beseer (teen 'n snelheid van 200 km / h het die wielband in die trein gebars).
- 'n ongeluk by die Sayano-Shushenskaya HPP in 2009 (die oorsaak was moegheidskade aan die monteerpunte van die hidroëlektriese eenheid van die stasie, insluitend die turbinebedekking).
Voorkoming van metaalmoegheid
Metaaluitputting word gewoonlik voorkom deur dele van die metaalstruktuur aan te pas om sikliese belading te vermy, of deur die materiale wat in die struktuur gebruik word, te vervang deur minder uitputtende materiale. 'N Merkbare toename in die uithouvermoë van die struktuur word voorsien deur sommige metodes vir chemiese-termiese behandeling van metale (nitrering, nitrokarburisering, ens.). 'N Ander metode om metaalvermoeidheid te voorkom, is termiese bespuiting, wat 'n drukspanning op die oppervlak van die materiaal veroorsaak, wat die onderdele teen breuke help beskerm.
