Les métaux sont utilisés pour construire des choses pour lesquelles d'autres matériaux comme le plastique ou en bois ne sont pas assez forts. Même dans la culture populaire, le métal est considéré comme un matériau de l'infini et sans limite de durabilité, comme en témoignent les expressions familières communs comme "coriace" ou "garantie blindée." Mais le métal, comme tout autre matériel, a une durée de vie. Certains facteurs peuvent contribuer à la fatigue du métal, un phénomène qui peut diminuer considérablement la résistance des matériaux métalliques.
Fatigue du métal
La fatigue du métal est un terme pour les dommages structurels subis par les matériaux métalliques quand ils sont à plusieurs reprises soumis à un stress. Les fabricants utilisent souvent une technique connue sous le chargement cyclique de tester la force de metals- le processus consiste à placer une charge sur le métal, en le retirant et en plaçant la même charge de retour sur le métal à plusieurs reprises. Bien que la charge reste la même, et même si la charge est dans les limites du métal, la fatigue du métal est le nom de la dommages structuraux résultant de chargement cyclique répété.
Causes
Quand une charge est placée sur une feuille de métal, le métal se dilate légèrement jusqu'à ce que la charge est libérée. La dilatation et la contraction du métal en tant que charges sont ajoutés et supprimés provoque des fissures microscopiques à apparaître dans la surface du métal. Comme le métal est soumis à de plus en plus cyclique chargement, les fissures deviennent plus grands et plus gros, et finissent par atteindre une taille critique à laquelle ils déchirent le tissu du métal. Dans ces conditions, le métal peut se désintégrer complètement, encore une fois, même si la charge est bien en deçà du seuil de masse du métal.
De Havilland Comet Airliner
Un des plus célèbres cas de fatigue du métal a eu lieu en 1952. Le Comet de De Havilland Airliner était le premier avion commercial à utiliser la technologie des moteurs à réaction. À peine un an à son service comme un avion de ligne commerciale, la plupart des jets souffert accidents qui plus tard ont été compris comme le résultat de la fatigue du métal. Les concepteurs ont échoué à prendre la fatigue du métal en compte et le stress répétés de la cabine la dépressurisation et repressurisation du jet provoqué la fatigue du métal si grave que entailles se déchirer à travers le côté de l'avion en plein vol.
Considérations scientifiques
Les scientifiques utilisent une figure connue comme résistance à la traction (UTS) pour aider à leur détermination de la quantité de la fatigue du métal un matériau peut supporter. Acier, par exemple, a une valeur de UTS environ 160.000 livres par pouce carré (psi), en fonction de la lisse de la surface du métal. La «limite d'endurance» - la quantité d'acier de la fatigue du métal peut supporter sans tomber en panne, est d'environ 45 à 50 pour cent de UTS, ou autour de 80 000 psi. Gardez à l'esprit que ces valeurs sont hautement spéculatives et dépendent de nombreux facteurs, y compris dans la pollution de la surface de l'acier et le type d'acier.