由材料疲劳和我们从中学到的东西引起的5灾难

凡尔赛尔斯火车崩溃，1842年

1842年5月8日的下午，国王路易·菲力浦一世的生日庆祝会刚刚在凡尔赛结束。数以百计的观众挤进了数不清的车厢，多到需要两台火车头才能拉动。当火车在返回巴黎的途中，领头的火车头断了一个轴，导致引擎出轨。在连锁反应中，许多火车车厢相互堆在一起并着火，这是由于发动机的消防箱分散造成的。大多数人估计有55人死于事故和随后的火灾。当时锁乘客门的普遍做法可能也是一个原因。

Versailles火车崩溃是法国的第一个，并制作了世界头条新闻。在金属疲劳和一般降解随时间的一段时间内也发生了崩溃并未很好地理解，这导致了一般人口的恐惧和混乱。轨道公司，政府机构和学者都列出了审查和学习的事件，以防止未来的灾难，以及将公众信任恢复年轻的铁路系统作为一种安全可靠的交通工具。

威廉·兰金(William Rankine)和奥古斯特·维勒(August Wohler)只是多年来致力于推动火车车轴设计、测试和维护的众多研究人员中的一小部分。正因为如此，历史学家认为凡尔赛事故标志着人类对疲劳和断裂力学领域的严肃关注和研究的开始，这使得设计和制造更安全、更耐用的商品和部件成为可能。

波士顿糖蜜灾难(1919年

1919年1月15日加满了230万加仑的油波士顿北部的糖蜜倒塌社区。目击者称听到了听起来像枪声，因为铆钉射出了50英尺高的水箱。塌陷形成了糖蜜海浪高达25英尺，时速35英里在顶峰时期。强波损坏了钢材高架铁轨上的大梁被扫过多栋建筑物从地基上拔地而起，而且淹没了无数的街区。

随后进行了全面的调查，发现了许多促成因素。之一最关键的因素是水箱的忽视和普遍的年久失修状态发生崩溃时。报告说，基本泄漏和压力测试是忽略了在油箱投入使用之前进行的操作。报告还指出当油箱装满时，泄漏严重到必须将其涂成棕色以掩盖缺陷。

尽管如此，坦克仍然在服役。对坍塌后证据的观察表明，根本原因起源于a附近在圆筒形油箱底部的人孔盖，环向应力集中的地方最高。据信，在井盖附近产生了一个疲劳裂纹，并扩展到一个失效前的临界长度。其他的影响因素包括发酵油箱和温度的急剧上升，这两者都可能导致内部油箱的压力将大幅上升。

哈维兰彗星飞机坠毁，1954年

哈维兰彗星是世界上第一架生产商用喷气客机，由英国的哈维兰。彗星是英国在伦敦奥运会上最大的成就随着时间的推移，他们的航空优势在世界范围内进一步提高，直到第一批致命的事故最终归因于金属疲劳。

1954年1月，BOAC 781航班在从罗马到伦敦的地中海航线。机上35名乘客和机组人员全部遇难所有彗星飞机都立即接地。经过广泛的搜索和恢复任务结束后，官员们开始检查发现的飞机。很明显，飞机爆炸发生在半空中，官方最初认为是发动机涡轮爆炸事故造成的。对所有的彗星和飞机都进行了涡轮改造再一次被允许飞行。

在获准飞行几周后，另一架彗星飞机，南非航空公司201航班，在地中海上空爆炸减压罗马到约翰内斯堡。同样，机上21名乘客和机组人员全部遇难。这一事件导致调查人员质疑涡轮爆炸是主要原因的假设减压。

在对这两次飞行进行了多年的广泛调查后，他们确定这种金属由设计缺陷引起的疲劳最终导致了两者的爆发性减压实例。金属疲劳起源于用于导航的前窗附近。几个对影响因素进行了观察。首先，方形窗户的设计造成了一个窗角处应力集中程度极高。事实上，计算结果显示高达70%的飞机在压力下的极限应力集中在飞机窗户的角落。其次，窗户周围的支撑是铆接而不是粘接，正如最初的规定，铆钉孔造成疲劳在反复加压循环后产生裂纹。

这些事故的调查结果被用来彻底检查航空需求客舱的力量。此外，在飞机上，尖锐的点和边缘被消除设计，努力减少压力集中。

Alexander L. Kielland石油平台，1980年

1980年3月27日，Alexander L. Kielland号石油钻井平台驻扎在北海的挪威海域。据报道，一条“尖锐的裂缝”发生时，船上有200多名工人不在值班。钻机突然倾斜了30度。钻机的六根锚索中有五根断了，剩下的最后一根锚索支撑着巨大的压力。在最后一根电缆断裂、钻井平台完全倾覆入海之前，钻井平台在短时间内保持相对稳定。超过120名工人在沉船事故中丧生，这是第二次世界大战以来挪威水域发生的最严重的灾难。

随后的调查能够拼凑出当天晚上发生的事件，并确定坍塌的起因是钻机的一个支撑结构疲劳开裂。裂纹随后被追踪到一个小的6毫米角焊缝，该焊缝连接了一个非承重翼缘板到支撑。角焊缝形状差，冷裂纹明显，导致疲劳强度显著降低。翼缘板也被明显的层状撕裂削弱，这增加了应力集中。北海钻井平台所经历的周期性压力进一步加剧了这种情况。

躲避火车灾难，1998年

1998年6月3日，一列从慕尼黑开往汉堡的高速列车脱轨，原因是单轮列车故障，引发了连锁反应，导致一座桥梁垮塌，十几节车厢脱轨。

1号车厢上的一个钢轮胎失败后引发了连锁反应，从火车上释放出来，嵌在了第一节车厢的地板上。当列车通过一个开关时，嵌入的轮胎撞上了开关的导轨，导致导轨也嵌进了列车，从而抬高了列车的车轴脱轨了。当火车接近第二个开关时，其中一个出轨的车轮撞击开关，从而改变了它的设置。这导致3号车的后轴被拉到平行轨道上，汽车剧烈脱轨，撞击并破坏了一座立交桥的主要支柱。又有几辆以每小时120英里的速度行驶的汽车撞上了桥，直到桥完全坍塌，阻塞了整个轨道。剩下的汽车全速撞上了瓦砾堆，造成了严重的连环相撞。

据报道，共有101人死亡，近100人受伤。在其他因素中，调查人员认为车轮的设计存在缺陷，在实施前缺乏足够的验证测试。工程师们在轮胎和轮体之间放置了橡胶减震环，以减少巡航过程中的振动。这在几个方面增加了疲劳易感性:

• 车轮转弯时，轮胎被压扁成椭圆形每一圈(每天大约50万次)服务)，具有相应的疲劳效应。
• 与纯整体车轮设计相比，裂纹也可能在轮胎的内侧形成。
• 当轮胎因为磨损而变薄时，动力就会减小夸大，导致裂纹扩展。
• 平坦的斑点和隆起的轮胎显著增加动力作用在装配上，大大加速了磨损。

其他因素包括维护不当(记录显示,这种特殊轮未能通过检查几次导致崩溃,尽管它从来没有取代),天桥设计(不是设计跨度),和使用焊接在马车里的身体(导致“剖”开在崩溃)的灾难,所有的轮子类似的设计整体车轮所取代。