研究人员发现微观尺度检测金属疲劳新方法可在断裂前找到早期裂纹

研究人员发现微观尺度检测金属疲劳新方法可在断裂前找到早期裂纹

根据在《科学》杂志上发表的 一项新研究,一组研究人员发现了一种在微观尺度上检测金属疲劳的新方法,该方法可以在材料上快速施加重复载荷,同时实时分析损伤累积和演变成裂纹的方式。

新方法揭示金属断裂前裂纹传播机制

当安装在桥梁,飞机和其他结构中的金属零件掉落并破裂时,结果往往是灾难性的。约翰·霍普金斯大学(Johns Hopkins University)的这项新研究概述了一种比早期测试更能可靠地预测出较早阶段裂纹传播的新方法。

研究作者之一艾尔·阿瓦迪说:“我们现在能够对导致裂缝的原因有更基本的了解。” “实际含义是它将使我们能够理解和预测材料何时或如何失效。”

研究裂纹对于节省开支至关重要

当车辆在桥梁上重击时,或者当飞机周围的气压变化时,就会发生这种情况,例如,称为“循环载荷”的连续变化引起具有最高耐久性的金属内部分子结构发生滑移,直到发生裂纹专家可能早就意识到它们已经成为危险。

El-Awady补充说:“减轻金属疲劳非常重要。” “这是飞机金属部件破裂的主要原因。”

这就是为什么航空业必须遵守许多零件的定期(且昂贵)更换时间的原因。但是,通过更好地了解裂缝的起源,可以更准确地预测每个组件的寿命。据美国物理学家组织网报道,法国的调查人员呼吁对空客A380进行设计审查,以检查该公司针对金属疲劳风险采取预防措施的能力。

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El-Awady说:“由于对导致裂纹产生的机理缺乏了解,因此很难以合理的精度预测循环载荷材料的剩余寿命。该组件实际上可能是好的,但是无论如何,仅根据统计参数就将其丢弃。这是巨大的成本浪费。”

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