金屬會「疲勞」嗎,金屬也會疲勞嗎?

2022-05-20 05:50:03 字數 4823 閱讀 8167

1樓:茅詩翠

當然會!2023年12月,日本福井縣敦賀市有一台高速核反應堆正在運轉,由於二次冷卻系統熱電偶裝置的不鏽鋼板長期在高溫下工作發生金屬疲勞,導致核反應堆冷卻劑的鈉洩漏,並引發火災,幸虧撲救及時,否則後果不堪設想。「金屬疲勞」的破壞力是如此嚴重,所以人們應盡量避免材料產生金屬疲勞。

如何避免金屬疲勞現象呢?在金屬材料中新增各種「維生素」是增強金屬抗疲勞的有效辦法。例如,在鋼鐵和有色金屬裡,加入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**」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,避免應力集中,還可以用一些輔助性工藝增加表面光潔度,以免發生鏽蝕。對產生振動的機械裝置要採取防振措施,以減少金屬疲勞的可能性。

在必要的時候,要對金屬內部結構檢測,對防止金屬疲勞也很有好處。

2樓:怕解題

金屬難道與人一樣,也有疲勞的時候嗎?答案為肯定的。人們把金屬長期處在迴圈載荷工作條件下引起的破壞叫做「金屬疲勞」。

金屬疲勞是由「迴圈應力」引起的。什麼叫迴圈應力呢?如果我們手裡拿著一塊很薄很薄的銅片,要把它折斷,可是又沒有工具,怎麼辦呢?

最簡單的方法便是把這片銅片向兩個相反方向反覆地摺疊,這時對銅片施加的力就是迴圈應力。同樣道理,在用金屬製造的旋轉軸和振動板等機械零件上,也存在著一種對稱的迴圈應力。在某些嚴酷的工作條件下,這種迴圈應力在很短時間內可以達到甚至超過材料的疲勞極限,從而導致金屬發生脆性斷裂破壞。

金屬疲勞破壞具有在時間上的突發性,在位置上的區域性性及對環境和缺陷的敏感性等特點,故疲勞破壞常不易被及時發現且易於造成事故。應力幅值、平均應力大小和迴圈次數是影響金屬疲勞的三個主要因素。

疲勞損傷積累理論認為,當零件所受應力高於疲勞極限時,每一次載荷迴圈都對零件造成一定量的損傷,並且這種損傷是可以積累的;當損傷積累到臨界值時,零件將發生疲勞破壞。而材料強度的指標有:比例極限σp、彈性極限σe、屈服極限σs、強度極限σb,其中屈服極限和強度極限是評價材料靜強度的重要指標。

鋼鐵的持久極限一般會是其極限抗拉強度的一半,最大可到100

ksi(690mpa)。鐵、鋁、銅合金的持久極限及同一般會是其極限抗拉強度的0.4倍,鐵最大的持久極限為24ksi(165mpa)、鋁及銅則分別為19ksi(131mpa)及14ksi(96.

5mpa)。上述的數值是針對沒有洞的試片,若是有洞的試片,其持久極限會再明顯降低。所以說,不同金屬會有不同的疲勞壽命。

3樓:尹朶月

會的。金屬疲勞是指材料、零構件在迴圈應力或迴圈應變作用下.在一處或幾處逐漸產生區域性永久性累積損傷,經一定迴圈次數後產生裂紋或突然發生完全斷裂的過程。

金屬疲勞主要因為: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。

在力的持續作用下,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。

金屬也會疲勞嗎?

4樓:易書科技

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,橋梁倒塌等。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、合理布局結構、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**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。

5樓:圖蝶科技

金屬最怕的就是金屬疲勞,為什麼金屬也會疲勞呢?看完長知識了

金屬為什麼會疲勞?

6樓:北京創典文化

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,橋梁倒塌等。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。

7樓:圖蝶科技

金屬最怕的就是金屬疲勞,為什麼金屬也會疲勞呢?看完長知識了

8樓:銀懌實問梅

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。在力的持續作用下,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。

金屬也會疲勞嗎?

9樓:北京創典文化

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。

金屬也會「疲勞」嗎?

10樓:易書科技

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。

不妨我們用鐵絲做個實驗,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件,如輪船沉沒、飛機墜毀、橋梁倒塌等。據估計,在現代機器裝置中,有80~90%或零部件的損壞,都是由金屬的疲勞造成的。

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,做為綜合性的應用學科,已經從物理學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,人們對金屬的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,合理布局結構,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**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。在疲勞破壞機理研究中,就有人提出迴圈軟化、滑移、位錯、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,設法克服這種疑難。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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