Bisakah Anda bayangkan situasi di mana hidung pesawat tiba-tiba putus selama penerbangan?
Pada tahun 2007, sebuah jet tempur F-15 Angkatan Udara AS menampilkan pemandangan yang mendebarkan selama simulasi pertempuran udara. Kecelakaan tersebut menyebabkan jet tempur F-15 AS di-grounded secara besar-besaran, dan hasil investigasi menunjukkan bahwa kecelakaan tersebut disebabkan oleh kelelahan dari logam stringer di pesawat.
Secara kebetulan, pada tahun 2002, sebuah pesawat penumpang Boeing 747 yang terbang dari Taiwan ke Hong Kong hancur dan jatuh di perairan dekat Penghu, menewaskan total 225 orang termasuk anggota awak. Investigasi selanjutnya menyimpulkan bahwa retak kelelahan logam yang parah terjadi pada kulit pesawat yang diperbaiki, yang menyebabkan ekor lepas, dan akhirnya menyebabkan pesawat hancur karena kehilangan tekanan di dalam kabin.
Melihat hal ini, banyak teman yang akan bingung: Orang akan lelah saat lelah, jadi bagaimana metal bisa lelah?
gambar
Pemisahan hidung dan badan pesawat jet tempur F-15 dan proses mengeluarkan pilot dari kabin
Proses memisahkan hidung pesawat tempur F-15 dari badan pesawat dan mengeluarkan pilot dari kabin:
gambar
Kecelakaan penerbangan F-15 disebabkan oleh kelelahan stringer pada gambar
Pengalaman hidup memberi tahu kita bahwa sangat sulit untuk memutuskan kawat dengan tangan, tetapi mudah putus jika dilipat beberapa kali.
Ini menunjukkan bahwa meskipun gaya eksternal yang berubah berulang kali jauh lebih kecil daripada gaya konstan yang dapat langsung menarik logam, itu secara bertahap akan melemahkan sifat mekaniknya dan akhirnya menghancurkannya.
Fenomena logam ini sangat mirip dengan kelelahan orang dalam pekerjaan jangka panjang, dan para ilmuwan dengan jelas menyebutnya "kelelahan logam".
gambar
Contoh Kelelahan Logam
Meskipun banyak orang belum pernah mendengar tentang keletihan logam, hal itu banyak mengintai kehidupan sehari-hari masyarakat, seringkali menyebabkan kecelakaan yang tidak terduga dan serius. Diperkirakan sekitar 90 persen kecelakaan mekanis terkait dengan kelelahan logam.
Mengapa kelelahan logam yang tampaknya keras?
mencari
Seperti kata pepatah, "emas tidak memiliki warna, tetapi giok putih memiliki sedikit kekurangan." Logam yang kami gunakan saat ini tidak sempurna. Selama pemrosesan atau penggunaan, logam akan selalu memiliki beberapa cacat, seperti kotoran atau lubang di dalamnya, goresan di permukaan, tanda dll. Cacat ini seringkali hanya berukuran mikron, yang sulit diamati dengan mata telanjang. Jika tegangan konstan diterapkan pada logam, mereka tidak mudah retak.
Namun, jika gaya eksternal berubah berulang kali, terkadang tegangan dan terkadang tekanan, sebagian energi akan diubah menjadi panas dan terakumulasi di dalam logam. Setelah melebihi batas tertentu, logam akan dengan mudah memutuskan ikatan kimia antar atom pada cacat tersebut, mengakibatkan kerusakan struktural. retak.
gambar
▲ Cacat logam diamati di bawah mikroskop dan proses retak kelelahan logam dimulai dari cacat tersebut
Jika seseorang kelelahan, seringkali akan menyebabkan penyakit atau bahkan kematian. Jika metal sudah lelah, maka akan membawa kerugian yang lebih besar bahkan menimbulkan korban jiwa kelompok.
Selain kecelakaan penerbangan yang disebutkan di atas, kapal, kereta api, jembatan, mobil, dan lain-lain juga sering disebabkan oleh bencana kelelahan logam. Selama Perang Dunia II, hampir 1,000 kecelakaan kelelahan logam terjadi pada 5,000 kapal kargo di Amerika Serikat, dan lebih dari 200 kapal kargo tidak berfungsi sama sekali; pada tahun 1998, sebuah kereta api yang melaju dengan kecepatan tinggi di Jerman tergelincir karena kelelahan dan patah ban roda, menewaskan lebih dari 100 orang...
gambar
▲Pada tahun 1998, kecelakaan kereta api paling serius dalam sejarah Jerman disebabkan oleh patahnya ban roda akibat kelelahan
Karena kelelahan logam adalah hasil dari aksi jangka panjang yang berulang dari gaya eksternal kecil, logam pada dasarnya tidak memiliki deformasi plastis yang jelas sebelum retak, sehingga seringkali sulit untuk mendeteksi kelelahan logam terlebih dahulu.
Apakah kita tidak berdaya melawan kelelahan logam?
Melalui upaya tak henti-hentinya para ilmuwan, ada banyak metode untuk mendeteksi kelelahan logam. Ultrasonik, inframerah, sinar gamma, dll. semuanya dapat melakukan pemeriksaan fisik pada logam.
Ilmuwan Jepang juga menemukan cat khusus yang dicampur dengan bubuk timbal titanat. Saat logam dipukul, arus akan mengalir melalui film cat pada permukaan logam, dan besarnya arus berhubungan dengan tingkat kelelahan logam. Dengan mengukur ini Untuk mengurangi terjadinya kecelakaan kelelahan logam, para ilmuwan juga telah melakukan upaya besar dalam penyiapan dan penggunaan logam.
Hampir semua mesin yang bersentuhan dengan kita dalam kehidupan terbuat dari paduan, dan jarang menggunakan satu logam pun. Ini karena beberapa zat dalam paduan dapat mengisi celah antara satu sama lain, secara efektif meningkatkan kemampuan logam untuk menahan kelelahan.
Saat memproses dan menggunakan komponen logam, menjaga permukaan tetap bersih dan jauh dari lingkungan korosif juga dapat secara efektif mengurangi terjadinya kelelahan.
Namun, karena kerumitan faktor-faktor yang mempengaruhi, masih tidak mungkin untuk sepenuhnya menghindari kelelahan logam, dan jalan yang harus ditempuh para ilmuwan masih panjang.
