難道我們就對(duì)邪惡的金屬疲勞束手無(wú)策了嗎?非也我們了解疲勞相關(guān)的內(nèi)容,最終目的是要預(yù)防或者減少航空發(fā)動(dòng)機(jī)等機(jī)械構(gòu)件發(fā)生疲勞失效的情況,進(jìn)行長(zhǎng)壽命設(shè)計(jì)。如下這些措施常用于提高結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度:
結(jié)構(gòu)優(yōu)化
設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中盡量避免產(chǎn)生應(yīng)力集中,對(duì)過(guò)渡圓角、螺栓孔等容易產(chǎn)生應(yīng)力集中的部位進(jìn)行優(yōu)化,疲勞往往出現(xiàn)在這些應(yīng)力集中部位。
嚴(yán)格控制溫度
疲勞強(qiáng)度一般隨著溫度的升高急劇下降,不能為了性能達(dá)標(biāo)而一味地提高溫度。
采用強(qiáng)化措施
采用各種表面強(qiáng)化處理、孔擠壓強(qiáng)化等。

正在進(jìn)行表面強(qiáng)化的葉片

孔強(qiáng)化的航空發(fā)動(dòng)機(jī)(來(lái)源:航空制造網(wǎng))
提高零件加工質(zhì)量
裂紋往往出現(xiàn)在材料缺陷或者加工缺陷位置,必須加強(qiáng)零部件加工制造工藝,嚴(yán)格控制關(guān)鍵位置的加工精度和加工質(zhì)量,減少疲勞源,防止超差等質(zhì)量問(wèn)題引起的疲勞失效。
在飛機(jī)制造領(lǐng)域,增強(qiáng)“金屬免疫力”是對(duì)抗金屬疲勞的有效方法。一方面,在鋼鐵和有色金屬中,加進(jìn)微乎其微的稀土元素,可以大大提高金屬的抗疲勞屬性,延長(zhǎng)使用壽命;另一方面,減少金屬材料中的雜質(zhì)也能增強(qiáng)“金屬免疫力”,延長(zhǎng)金屬使用壽命。雜質(zhì)對(duì)疲勞性能和應(yīng)力腐蝕性能影響很大,例如,對(duì)于超高強(qiáng)度鋼的金屬性能,國(guó)際上是通過(guò)控制硫和磷的雜質(zhì)含量來(lái)保證的。在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中,對(duì)于每一種雜質(zhì)的最高含量,以及所有雜質(zhì)含量之和都有明確的要求。在金屬構(gòu)件上盡量避免生銹,用輔助工藝提高表面光潔度,以及對(duì)產(chǎn)生震動(dòng)的機(jī)械采取防震措施,都能有效防止金屬疲勞。
在必要的時(shí)候,對(duì)金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè),也是預(yù)防金屬疲勞的常用方法。經(jīng)過(guò)科學(xué)家們的不懈努力,如今已有多種方法可以檢測(cè)金屬的疲勞,超聲波、紅外線、γ射線等都能對(duì)金屬進(jìn)行體檢。日本的科學(xué)家還發(fā)明了一種摻入鈦酸鉛粉末的特殊涂料,在敲擊金屬時(shí),金屬表面的涂料薄膜中會(huì)有電流通過(guò),且電流的大小和金屬的疲勞程度有關(guān),通過(guò)測(cè)量這股電流,便可知道金屬究竟有多“累”。
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