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日下午,我刚刚在凡尔赛中刚刚结束了Louis Philippe国王的生日庆典。数百名观众堆进了无数火车车,这么多,需要两个机车拉动。由于火车正在回到巴黎,领先的机车破坏了轴,导致发动机脱轨。链反应看到许多火车堆彼此堆放,并引发发动机的火箱的散射引起的火灾。大多数估计将55人死亡到事故和随后的火灾。当时锁定乘客门的常见做法也可能是贡献因素。
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。
William Rankine和8月Wöhler只是众多研究人员中的少数几年,致力于推进火车桥的设计,测试和维护。因此,历史学家们认为凡尔赛事故是将严重的人类兴趣和研究的开始标记为疲劳和骨折力学领域,这使得设计和制造更安全,更耐用的商品和组件。
4阶段的疲劳和骨折力学
1.裂缝成核2.阶段I裂纹 - 增长3.阶段II裂纹 - 生长4. ultimage延性失效波士顿糖蜜灾难,1919年
1919年1月15日,填充了230万加仑坦克在波士顿的北端崩溃了糖蜜邻里。目击者报告了听到什么听起来像枪声,因为铆钉射出了50英尺高的坦克。崩溃产生了一种糖蜜波最多25英尺高,距离高达35英里/小时在它的峰顶。强大的波浪损坏的钢在高架铁路轨道上的梁,扫他们的基础上的多个建筑物淹没了无数城市街区。
随后进行了全面调查,从而为地面带来了许多贡献因素。之一最关键的因素是疏忽和一般的失修状态,坦克在发生崩溃时。报告说,基本泄漏和压力测试是在将坦克放入服务之前忽略忽略。报告还表示坦克,当填充时,泄漏了这么糟糕,必须涂上棕色以隐藏瑕疵。
尽管如此,坦克仍在服务中。崩溃后证据的观察结果表明,根本原因起源于A附近在圆柱形罐的底座处的人孔盖,其中箍应激浓度是最高。据信,在人孔覆盖附近发起的疲劳裂纹并增长故障之前的临界长度。其他贡献因素包括在此内部发酵坦克和温度急剧上升,两者都会导致内部坦克的压力很大。
De Havilland Comet Plane Crashes,1954年
De Havilland Comet是世界上第一个生产的商业喷射机,由此产生大不列颠及来的哈希兰。彗星是英国的冠军成就时间,并进一步推动他们的航空优势,直到几个人的第一个致命事故最终归因于金属疲劳。
1954年1月,BOAC航班781经历了爆炸性减压地中海在路线到伦敦从罗马。所有35名乘客和船员都被杀死了所有彗星飞机都立即接地。经过广泛的搜索和恢复使命,官员开始检查恢复的飞机。这件飞机变得明显在中空中分手,官员最初认为发动机涡轮爆炸有造成了事故。对所有彗星和平面进行了涡轮修改再次允许飞。
仅仅几周被清除飞行,另一个彗星飞机,南非航空公司航班201,在路线中经历过地中海的爆炸性减压罗马到约翰内斯堡。同样,所有21名乘客和船员都被杀死了。这事件导致调查人员质疑他们的涡轮爆炸作为主要罪魁祸首的假设减压。
经过广泛,多年来对两次航班进行调查,确定金属设计缺陷引起的疲劳最终导致了两者都有爆炸性减压实例。金属疲劳起源于用于导航的前窗口附近。一些观察到贡献因素。首先,平方窗设计引起了一个窗户角落的极高应力集中。事实上,计算揭示了高达70%的飞机在压力下压力的最终压力集中在飞机窗户的角落。其次,窗口周围的支撑铆接而不是胶合,原本指定,铆钉孔引起疲劳重复加压循环后启动的裂缝。
这些事故的调查结果用于大修航空要求客舱力量。此外,飞机中消除了尖锐点和边缘设计,以减少压力浓度。
亚历山大L. Kielland油平台,1980年
1980年3月27日,亚历山大L. Kielland坐落在北海的挪威水域。当报告“尖锐裂缝”时,200多名工人在船舶的住宿中下班。钻机突然以30°角突破。钻机的六个锚电缆中的五条捕获,留下最终电缆以支持大规模的应力水平。钻机在这个位置保持相对稳定的一段时间,直到最终电缆骨折,钻机完全倾覆到大海中。在倾销期间,超过120名工人被杀死,这是自第二次世界大战以来的挪威水域中最严重的灾难。
随后的调查能够将事件从那个晚上搭配在一起,并确定崩溃的起源是由于钻机的一个结构支护疲劳裂缝引起的。然后将裂缝追踪到小型6毫米圆角焊缝,该焊缝连接到支撑轴承的非负载轴承法兰板。圆角焊缝具有较差的轮廓和显着的冷裂化,这导致疲劳强度显着降低。凸缘板也通过显着的层状撕裂削弱,压力浓度增加。北海的钻机经历的周期性应力进一步加剧了这种情况。
eSchede培训灾难,1998年
1998年6月3日,当一个火车轮失效时,慕尼黑到汉堡的高速火车被淘汰,导致连锁反应,导致桥梁坍塌,超过十几辆脱轨火车车。
汽车#1上的钢轮胎在从火车中释放时启动了链式反应,并嵌入了第一辆车的地板上。当火车通过开关时,嵌入轮胎撞击开关的导轨,导致导轨也嵌入火车中,该火车将举起列车轴关闭赛道。当火车接近第二个开关时,其中一个脱轨轮击中开关,改变其设置。这导致汽车#3的后轴被拉到平行轨道上,猛烈地剥夺了汽车,该汽车撞击并摧毁了立交桥的主要支撑件。几辆车,以120英里/小时行驶,撞到桥梁,直到它完全坍塌,阻挡整个轨道。剩下的汽车全速达到碎石,造成大堆积。
总体而言,据报道,101例死亡率随着近100个伤害。在其他因素中,研究人员确定了车轮的设计在实施前缺陷并缺乏足够的验证测试。工程师在轮胎和轮体之间放置了橡胶阻尼环,以努力减少巡航期间的振动。这导致了以几种方式提高疲劳易感性:
- 随着车轮转过来,轮胎被扁平化成椭圆形每一场革命(典型日期都有约500,000次)服务),具有相应的疲劳效果。
- 与纯粹的单卵轮设计相反,裂缝也可以在轮胎内部形成。
- 由于轮胎由于磨损而变薄,动态力量是夸张,导致裂缝增长。
- 轮胎的平坦斑点和山脊或膨胀显着增加了装配上的动态力量和大大加速磨损。
Other contributing factors included improper maintenance (records indicated that this particular wheel has failed to pass inspections on several occasions leading up to the crash, although it was never replaced), overbridge design (wasn’t designed with spans), and the use of welds in the carriage bodies (led to “unzipping” during the crash) As a result of the disaster, all wheels with a similar design were replaced with monoblock wheels.
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