Металдың шаршауы дегеніміз - сыртқы факторлардың әсерінен метал құрылымындағы микроскопиялық зақымдардың біртіндеп жинақталу процесі, олар одан әрі үлкендерге ұлғаяды. Бұл өте қауіпті нәтижелерге әкелуі мүмкін жиі кездеседі.
Құбылысты анықтау және сипаттау
Бұл құбылыстың бастаушысы неміс тау-кен инженері Вильгельм Альберт болды, ол 1829 жылы эксперименттік машинада шахта көтергіштері тізбектерінің буындарының қайталанған иілуін мысалға ала отырып, металдың тозуын сипаттады. Алайда «металл шаршау» терминін 1839 жылы ғана француз ғалымы Жан-Виктор Понселе енгізді, ол циклдік кернеулер әсерінен болат құрылымдардың беріктігінің төмендеуін сипаттады.
Сәл кейінірек неміс инженері Август Вольлер металдың шаршау теориясына, сонымен қатар циклдік кернеулерге ұшыраған металл конструкцияларын жобалауға өз үлесін қосты, 1858-1870 жылдары қайталанған шиеленіс жағдайында темір және болатпен жасалған тәжірибелердің нәтижелерін жариялады. -қысу. Оның 1874 жылғы зерттеу нәтижелерін графикалық түрде кесте түрінде неміс сәулетшісі Льюис Спангенберг ұсынды. Содан бері металл құрылымы бұзылғанға дейінгі цикл кернеуінің амплитудасы мен цикл саны арасындағы алынған байланысты визуалды түрде бейнелеу Вольлер диаграммасы деп аталады.
Содан бері металдың шаршау құбылысы құрылымның қасиеттерінің өзгеруіне әкелетін айнымалы (әдетте циклдік) кернеулер әсерінен метал құрылымының зақымдану уақытында жинақталу процесі ретінде нақты анықтамасын алды. ондағы жарықтардың пайда болуы, олардың прогрессивті дамуы және материалдың кейіннен жойылуы.
Металл шаршауының салдары
Металдың прогрессивті шаршауы металл құрылымдардың бұзылуына әкелуі мүмкін. Әдетте, бұл олардың жұмыс істеуі кезінде орын алады (механизмдерге максималды жүктеме орындалған кезде), бұл апаттар мен апаттарға, соның ішінде адам өліміне әкелуі мүмкін. Ең танымал оқиғалардың мысалдары:
- 1842 жылы Версаль теміржол апаты, нәтижесінде 55 адам қаза тапты (себебі локомотив осінің шаршау сынуы болды).
- 1998 жылы Германияда Эшеде коммунасының маңында жүретін ICE электр пойызының апатқа ұшырауы, нәтижесінде 101 адам қайтыс болды және 88 адам жарақат алды (пойызда дөңгелектер дөңгелегі 200 км / сағ жылдамдықпен жарылды).
- 2009 жылы Саяно-Шушенская ГЭС-індегі апат (оның себебі станцияның гидроэлектр қондырғысының монтаждау нүктелерінің, оның ішінде турбина қақпағының шаршауының бұзылуы болды).
Металл шаршауының алдын алу
Металл шаршауының алдын-алу циклдік жүктемені болдырмау үшін металл құрылымының бөліктерін өзгерту немесе құрылымда пайдаланылатын материалдарды әлсіздікке бейім материалдармен ауыстыру арқылы жүзеге асырылады. Сондай-ақ, құрылым төзімділігінің айтарлықтай жоғарылауы металдарды химиялық-термиялық өңдеудің кейбір әдістерімен қамтамасыз етіледі (азоттау, нитрокөмірлеу және т.б.). Металл шаршауының алдын-алудың тағы бір әдісі - термиялық бүрку, бұл материалдың беткі қабатында қысу кернеуін тудырады, бұл металл бөлшектерін сынудан қорғауға көмектеседі.
