Metalo nuovargis yra laipsniškas mikroskopinių pažeidimų kaupimasis metalinėje konstrukcijoje, veikiamas išorinių veiksnių, kurie toliau pereina į vis didesnius. Tai dažnas atvejis, kuris gali sukelti labai pražūtingus rezultatus.
Reiškinio aptikimas ir aprašymas
Reiškinio pradininkas buvo vokiečių kasybos inžinierius Wilhelmas Albertas, 1829 m. Remdamasis savo eksperimentų rezultatais, aprašęs metalo nusidėvėjimą, naudodamasis jo sukurtos eksperimentinės mašinos pakartotinių minų kėlimo grandinių grandžių lenkimų pavyzdžiu. Tačiau terminą „metalo nuovargis“tik 1839 metais įvedė prancūzų mokslininkas Jeanas-Victoras Ponceletas, aprašęs plieninių konstrukcijų stiprumo sumažėjimą veikiant cikliniams įtempimams.
Kiek vėliau vokiečių inžinierius Augustas Wölleris prisidėjo prie metalo nuovargio teorijos, taip pat metalinių konstrukcijų, veikiamų ciklinių įtempių, projektavimo, 1858–1870 m. Paskelbdamas eksperimentų su geležimi ir plienu pakartotinės įtampos sąlygomis rezultatus. -suspaudimas. 1874 m. Atliktų tyrimų rezultatus lentelių pavidalu grafiškai pateikė vokiečių architektas Lewisas Spangenbergas. Nuo tada vizualiai pavaizduotas gauto ryšio tarp ciklo įtempio amplitudžių ir ciklų skaičiaus prieš metalinės konstrukcijos sunaikinimą skaičius vadinamas Völlerio diagrama.
Nuo to laiko metalo nuovargio reiškinys gavo aiškų apibrėžimą kaip metalinės konstrukcijos pažeidimo kaupimosi procesas laikui bėgant veikiant kintantiems (dažniausiai cikliniams) įtempiams, dėl kurių pasikeitė konstrukcijos savybės, plyšių susidarymas, jų laipsniškas vystymasis ir tolesnis medžiagos sunaikinimas.
Metalo nuovargio pasekmės
Laipsniškas metalo nuovargis gali sunaikinti metalines konstrukcijas. Paprastai tai atsitinka jų veikimo metu (kai atliekama didžiausia apkrova mechanizmams), o tai gali sukelti avarijas ir nelaimes, įskaitant žmonių aukas. Kai kurių garsiausių incidentų pavyzdžiai:
- 1842 m. Versalio geležinkelio katastrofa, dėl kurios žuvo 55 žmonės (priežastis buvo lokomotyvo ašies nuovargio lūžis).
- greito elektrinio traukinio ICE avarija prie Eschede komunos Vokietijoje 1998 m., kurios metu 101 žmogus žuvo ir 88 buvo sužeisti (200 km / h greičiu traukinyje plyšo rato padanga).
- avarija Sayano-Shushenskaya HE 2009 m. (priežastis buvo nuovargio žala stoties hidroelektrinio bloko tvirtinimo taškuose, įskaitant turbinos dangtį).
Metalo nuovargio prevencija
Metalo nuovargis paprastai išvengiamas modifikuojant metalinės konstrukcijos dalis, kad būtų išvengta ciklinio apkrovimo, arba pakeičiant konstrukcijoje naudojamas medžiagas mažiau į nuovargį linkusiomis medžiagomis. Taip pat pastebimą struktūros ištvermės padidėjimą suteikia kai kurie metalų cheminio-terminio apdorojimo metodai (nitridinimas, nitrokarburizavimas ir kt.). Kitas metalo nuovargio prevencijos metodas yra terminis purškimas, kuris sukuria gniuždomąjį įtempimą medžiagos paviršiuje, kuris padeda apsaugoti metalines dalis nuo lūžių.
