金属疲劳是什么意思

金属疲劳是指机械、车辆或飞机的金属部件在小于实际破坏材料所需的应力的反复作用下产生缓慢弱化状态,并最终在比达到疲劳极限弱得多的应力下发生损坏断裂的一个过程。

金属疲劳是什么,金属也会疲劳吗,大多数的零件损害都由此造成

人会疲劳,金属也不例外。但是金属一旦疲劳了,就会直接断裂。这是怎么回事呢?

小时候我们应该都做过这样的实验,反复的弯折铁丝。在同样一个地方,不断的弯折,最后这块铁丝就会断裂。大家有没有想过这是什么原理呢?其实这就是本期要讲的内容——金属疲劳。没错,金属也会疲劳,当金属受到重复循环的力时,在一个应力集中的部位就会直接断裂。

如果想要详细了解金属疲劳的话,我们需要理解一个词——循环应力。顾名思义,就是不断循环的应力。就像我们不断的弯折铁丝,就是让铁丝内部出现一个循环应力。那么这个循环应力具体该怎么理解呢?循环应力还有一个名字叫做交变应力也叫重复应力。不管是循环还是交变,还是重复都有一个共同点,那就是周期性的变化。也就是说我们给它造成的这个应力是周期性的,是有规律的,在这一次一次应力的作用之下,金属疲劳了,而对金属本身造成破坏,这时候的破坏叫做疲劳破坏。咱们总是说有再一再二没有再三再四。这用在金属当中,也同样适用。我们可以简单的理解为,因为咱们一次又一次地施加应力,金属烦躁了,没有耐心了,所以就被破坏掉了。

比如我们狠狠地给了一根铁丝一锤,这一锤的力量,就是外界给铁丝施加的力,就在这一锤的力量下,铁丝被我们砸扁了,而且为了让铁丝恢复到之前的形状,铁丝体内产生相互作用的内力,也就是应力。

现在朋友们对于循环应力是什么,应该就彻底明白了吧?在咱们一次又一次循环应力的作用之下,虽然一开始金属本身没有断裂,但是它的体内细小的裂纹一直在不断的堆积。当堆积到最后,断裂的情况已经特别严重,这时候就会出现彻底断裂了,并且这种情况是无法避免的,这就是金属疲劳。

当然了,想要实现这一切的前提是咱们在金属的局部,施加金属疲劳。还是拿弯折铁丝来说事,不断弯折铁丝的一部分的时候,铁丝才会出现断裂的情况,这就是金属疲劳的一个重要特征,那就是位置上的局部性,对此,咱们可以理解为逐点击破。但是仔细想想,金属疲劳这一物理特性还是很有趣。咱们每一次给金属施加的应力都没有超过它的应力极限,结果在多组数之后,它却断裂了。这说明了什么呢?量变产生质变,每一次小小的努力看似不起眼,但是到最后却会发生革命性的变化。

在这里朋友们可能要问了,既然金属疲劳无法避免。我们该怎样减少金属疲劳带来的损害呢?在这里我们就要提到另外的元素——稀土元素,虽然叫稀土元素,但它并不是一种元素,而是17种元素的合集。稀土元素可以说是工业生产的润滑剂了,有了稀土元素的存在,咱们的工业设备产品等等都会焕然一新。而如果咱们把稀土元素添加在金属当中,金属的抗疲劳就会更强。在这里朋友们要问了,那我们要添加多少呢?稀土本来就已经很珍贵了,如果添加太多的话,不会亏本吗?不需要添加多少,我们只需要添加万分之几的量,就足够了。

而且任何一项物理特性,往往都是一把双刃剑,有坏处,也有好处,咱们通过金属疲劳这一特点,还研发出了应力断料机。这个设备也很好理解,就是利用金属疲劳使得金属断裂。

但是不管怎么说,金属疲劳还是弊大于利,如何更好地应对金属疲劳,是咱们工业生产一直在追求的问题。关于克服金属疲劳,朋友们还有哪些好点子呢?

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