¿Qué es la fatiga del metal?
Cuando se trata de la fatiga del metal, a todos les debe resultar extraño. ¿Puede el metal también fatigarse? Va a. Al igual que los humanos, se cansará si supera cierto límite.
También podríamos hacer un experimento con alambre de hierro. Si lo tiras recto, es difícil que se rompa, pero si lo doblas repetidamente, será fácil que se rompa. Esto muestra que la resistencia de metales como el acero es mucho menor bajo la acción de fuerzas externas que cambian repetidamente que bajo la acción de fuerzas externas constantes. La gente llama a este fenómeno fatiga del metal.
Aunque los metales pueden experimentar fatiga al igual que las personas, son esencialmente diferentes de la fatiga humana. Las personas pueden recuperarse después de una cierta cantidad de descanso, pero la fatiga del metal nunca puede recuperarse, lo que causa muchos accidentes de sabotaje. como hundimiento de un barco, accidente aéreo, colapso de un puente, etc. Se estima que en maquinaria y equipos modernos, entre el 80% y el 90% de las piezas se dañan debido a la fatiga del metal. Debido a que la fuerza externa sobre las piezas metálicas excede un cierto límite, aparecerán grietas imperceptibles para el ojo humano en los puntos de resistencia más débiles dentro del material. Si la fuerza externa sobre el componente permanece sin cambios, no se desarrollarán pequeñas grietas y el material no se dañará fácilmente. Si el componente está sujeto a una fuerza externa que cambia con frecuencia de dirección o tamaño, entonces las pequeñas grietas dentro del material metálico a veces se abrirán, a veces se presionarán entre sí y a veces se rozarán entre sí, provocando que las grietas se expandan y se desarrollen. Cuando la grieta se expande hasta cierto punto y el material metálico se debilita hasta el punto de que ya no puede soportar fuerzas externas, el componente se romperá siempre que haya un impacto accidental. Por lo tanto, el daño causado por la fatiga del metal a menudo ocurre repentinamente y no hay señales obvias que las personas puedan notar.
La palabra "fatiga del metal" fue acuñada por primera vez por el académico francés J.V. Peng Sai lo propuso. Sin embargo, fue el científico alemán A. Waller quien estudió la fatiga de los metales. En la década de 1850 descubrió la curva S-N que expresa las características de fatiga de los metales y propuso el concepto de límite de fatiga. Aunque la investigación sobre la fatiga de los metales se ha llevado a cabo durante más de 100 años, como disciplina aplicada integral, se ha separado de los campos de la mecánica de sólidos y la física de los metales en física, pero muchos problemas aún no se han resuelto.
Hoy en día, la gente sigue explorando incansablemente el problema de la fatiga del metal. Entre ellos, lo que más preocupa a la gente es cómo tomar medidas preventivas y de protección para que los equipos industriales modernos eliminen los problemas de raíz. Por ejemplo, elegir materiales con alta resistencia a la fatiga, evitar la concentración de tensiones, diseñar racionalmente la estructura, mejorar la calidad del procesamiento de la superficie de los componentes y adoptar algunas tecnologías y procesos nuevos.
Luego, el siguiente paso es explorar teóricamente el principio del daño causado por la fatiga del metal. En este sentido, los científicos han realizado diversos análisis y estudios. En el estudio de los mecanismos de daño por fatiga, algunas personas han propuesto teorías como ablandamiento cíclico, deslizamiento, dislocación, fusión de vacíos y cremalleras. En términos de daño por acumulación de fatiga, se han establecido docenas de teorías de daño, incluida la teoría lineal, la teoría modificada y la teoría modificada. y fórmulas empíricas y semiempíricas, etc. en términos de crecimiento de grietas por fatiga, se han propuesto docenas de fórmulas de crecimiento de grietas. Sin embargo, estos puntos de vista y métodos experimentales tienen grandes limitaciones y son unilaterales, y los científicos deben hacer mayores esfuerzos.
El problema de la fatiga del metal es el enemigo al que se enfrenta la industria moderna. Si no se soluciona a tiempo, habrá un sinfín de problemas. Por lo tanto, científicos de todo el mundo están haciendo incansables esfuerzos para superar diversas dificultades en este campo. Creo que en un futuro próximo se producirán grandes avances en la investigación en este ámbito.