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《物理故事300篇》4金属疲劳铸成的悲剧.doc
4 金属疲劳铸成的悲剧
1979年5月25日,一架满载乘客的美国航空公司DG—10型三引擎巨型喷气客机,从芝加哥起飞不久,就失去了左边一具引擎,随即着火燃烧,然后爆炸坠地。机上273名乘客和机组人员无一幸免。这是世界航空史上最悲惨的事件之一。
事后,有关当局对这架失事飞机的残骸进行检查后发现,这架飞机上连接一具引擎与机翼的螺栓因金属疲劳折断,从而导致引擎燃烧爆炸。
人累了会疲劳,难道金属也会疲劳吗? 稍微留点心的话,我们就会注意到:用双手将一根细铁丝拉断,这是很费力的,然而,若用双手将细铁丝来回反复弯折,那么很快就会将铁丝折断。这说明,像钢铁这类的金属在反复交变的外力作用下,它的强度要比在不变的外力作用下小得多。人们把这种现象叫做金属材料的“疲劳”。金属材料为什么会疲劳呢?当金属材料所受的外力超过一定的限度时,在材料的内部存在缺陷或者是相互间作用最强的地方,会出现极微细的肉眼看不见的裂纹。如果材料所受的外力不是变的,这些微细裂纹不会扩展,材料也就不会损坏。但若材料所受的是方向或大小不断重复变化的外力,这时候这些微细裂纹的边缘,就会时而胀开,时而相压,或者彼此研磨,使得裂纹逐渐扩大和发展。当裂纹发展到一定的程度,材料被削弱到不再能承担外力时,材料就会像雪崩似地毁于一旦。
由于金属材料的疲劳一般难以发现,因此常常造成突然的事故。在第二次世界大战期间,美国的5000艘货船共发生1000多次破坏事故,有238艘完全报废,其中大部分要归咎于金属的疲劳。
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