Uçuş sırasında uçağın burnunun aniden kırıldığı durumu hayal edebiliyor musunuz?
2007'de ABD Hava Kuvvetlerine ait bir F-15 savaş uçağı, simüle edilmiş bir hava muharebesi sırasında çok heyecan verici bir sahne yaşadı. Kaza, ABD F-15 savaş uçaklarının geniş çapta karaya oturmasına neden oldu ve soruşturma sonuçları, kazanın uçaktaki metal bir kirişin yorulmasından kaynaklandığını gösterdi.
Tesadüfen 2002'de Tayvan'dan Hong Kong'a uçan bir Boeing 747 yolcu uçağı parçalandı ve Penghu yakınlarında sulara düştü ve mürettebat dahil toplam 225 kişi öldü. Daha sonraki araştırmalar, uçağın onarılan bir dış yüzeyinde, kuyruğun düşmesine neden olan ve sonunda kabin içindeki basınç kaybı nedeniyle uçağın parçalanmasına neden olan ciddi metal yorulma çatlağı meydana geldiği sonucuna vardı.
Bunu gören birçok arkadaşın kafası karışacak: İnsanlar yorulunca yorulur, peki metal nasıl yorulur?
resim
F-15 savaş uçağının burnunun ve gövdesinin ayrılması ve pilotun kabin dışına çıkarılması işlemi
F-15 savaş uçağının burnunu gövdeden ayırma ve pilotu kabinden çıkarma işlemi:
resim
F-15'nin uçuş kazası, resimdeki kirişin yorgunluğundan kaynaklanmıştır.
Yaşam deneyimi bize teli elle kırmanın çok zor olduğunu, ancak birkaç kez katlanırsa kırılmasının kolay olduğunu söyler.
Bu, tekrar tekrar değişen dış kuvvetin, metali doğrudan çekip çıkarabilen sabit kuvvetten çok daha küçük olsa bile, mekanik özelliklerini kademeli olarak zayıflatacağını ve sonunda onu yok edeceğini gösterir.
Bu metal fenomeni, uzun süreli çalışma altındaki insanların yorgunluğuna çok benziyor ve bilim adamları buna canlı bir şekilde "metal yorgunluğu" diyorlar.
resim
Metal Yorulma Örneği
Pek çok insan metal yorgunluğunu hiç duymamış olsa da, insanların günlük yaşamında yaygın bir şekilde gizleniyor ve genellikle beklenmedik ve ciddi kazalara neden oluyor. Mekanik kazaların yaklaşık yüzde 90'ının metal yorgunluğuyla ilgili olduğu tahmin edilmektedir.
Sert görünen metal neden yorulur?
aramak
Söylendiği gibi, "altının rengi yoktur, ancak beyaz yeşimin hafif kusurları vardır." Şu anda kullandığımız metaller mükemmel değil. İşleme veya kullanım sırasında, metallerin her zaman içinde kirlilik veya delikler, yüzeyde çizikler vb. gibi bazı kusurları olacaktır. Bu kusurlar genellikle çıplak gözle gözlemlenmesi zor olan mikron mertebesindedir. Metale sabit bir gerilim uygulanırsa çatlama eğilimi göstermezler.
Ancak dış kuvvet art arda değişirse, bazen gerilim bazen basınç şeklinde değişirse, enerjinin bir kısmı ısıya dönüşerek metalin içinde birikecektir. Metal, belirli bir sınırı aştığında, kusurdaki atomlar arasındaki kimyasal bağları kolayca kırarak yapısal hasara neden olur. çatlama.
resim
▲Mikroskop altında gözlemlenen metal kusurları ve kusurlardan başlayarak metal yorulma çatlama süreci
Bir kişi aşırı yorgunsa, genellikle hastalığa ve hatta ölüme neden olur. Metal yorulursa daha fazla zarar verir ve hatta grup zayiatına neden olur.
Yukarıda bahsedilen uçuş kazalarına ek olarak gemi, tren, köprü, araba vb. kazalar da sıklıkla metal yorgunluğu felaketlerinden kaynaklanmaktadır. 2. Dünya Savaşı sırasında Amerika Birleşik Devletleri'ndeki 5,000 kargo gemisinde yaklaşık 1,000 metal yorgunluğu kazası meydana geldi ve 200'den fazla kargo gemisi tamamen hizmet dışı kaldı; 1998 yılında Almanya'da yüksek hızla seyreden bir tren, yorulma ve tekerlek lastiklerinin kırılması nedeniyle raydan çıktı ve 100'den fazla kişi öldü...
resim
▲1998'de, Alman tarihindeki en ciddi tren kazası, tekerlek lastiğinin yorulma kırılmasından kaynaklandı.
Metal yorgunluğu, küçük dış kuvvetlerin tekrarlanan uzun vadeli etkisinin bir sonucu olduğundan, metal temelde çatlamadan önce belirgin bir plastik deformasyona sahip değildir, bu nedenle metal yorgunluğunu önceden tespit etmek genellikle zordur.
Metal yorgunluğuna karşı çaresiz miyiz?
Bilim adamlarının aralıksız çabaları sayesinde, metallerin yorgunluğunu tespit etmek için birçok yöntem bulunmaktadır. Ultrasonik, kızılötesi, gama ışınları vb. tüm metaller üzerinde fizik muayene yapabilir.
Japon bilim adamları ayrıca kurşun titanat tozuyla karıştırılmış özel bir boya icat ettiler. Metale vurulduğunda, metal yüzey üzerindeki boya filminden bir akım akacaktır ve akımın büyüklüğü metalin yorulma derecesi ile ilişkilidir. Bunu ölçerek metal yorgunluğu kazalarının oluşumunu azaltmak için bilim adamları da metallerin hazırlanması ve kullanılması konusunda büyük çaba sarf etmişlerdir.
Hayatta temas ettiğimiz hemen hemen tüm makineler alaşımlardan yapılmıştır ve nadiren tek bir metal kullanırlar. Bunun nedeni, alaşımdaki birkaç maddenin birbirleri arasındaki boşlukları doldurabilmesi ve metalin yorulmaya karşı direncini etkili bir şekilde artırabilmesidir.
Metal parçaları işlerken ve kullanırken, yüzeyi temiz ve aşındırıcı ortamlardan uzak tutmak da yorulma oluşumunu etkili bir şekilde azaltabilir.
Bununla birlikte, etkileyen faktörlerin karmaşıklığı nedeniyle, metal yorgunluğunu tamamen önlemek hala imkansızdır ve bilim insanlarının daha gidecek çok yolu vardır.
