Kim loại cũng biết mệt mỏi?
Con người khi làm việc nhiều sẽ có cảm giác mệt mỏi, đó là lúc cần
được nghỉ ngơi. Lao động quá sức có thể gây nguy hiểm đến tính mạng.
Vậy nhưng bạn đã bao giờ nghe nói kim loại khi trải qua thời gian sử dụng
quá dài xuất hiện hiện tượng "mệt mỏi" chưa?
Quả đúng như vậy, có những trường hợp một chiếc tàu biển đang trong
hành trình bỗng nhiên bị gãy làm đôi; máy bay chở đầy hành khách đang
bay bỗng nhiên cánh đuôi bị gãy rời, tai họa lập tức xảy ra; đầu tàu hỏa
trượt bánh, cầu, linh kiện máy móc bỗng nhiên gãy rời. Trong số những sự
cố này, có nhiều vụ là do sự "mệt mỏi" của kim loại gây ra.
Tại sao kim loại cũng bị "mệt mỏi"? Kim loại vốn có độ cứng rất cao,
tuy nhiên trọng tải tác động lên kết cấu và phối kiện thường khá lớn. Tải
trọng này nếu cứ tác động lên vài ngàn, vài triệu lần, thì kết cấu bên trong
sẽ xuất hiện rạn nứt. Tác động của phụ tải làm giảm đáng kể độ cứng của
kim loại. Kim loại xuất hiện hiện tượng "mệt mỏi", cho tới khi vượt quá
khả năng chịu lực giãn, lực va chạm của kim loại. Cuối cùng là xảy ra nứt
gãy. Chẳng hạn, khi trong tay bạn không sẵn có chiếc kìm, muốn cắt đứt
một sợi thép nhỏ, bạn có thể dùng tay bẻ đi bẻ lại sợi thép ở vị trí cần cắt,
sợi thép sẽ bị đứt. Đó là một ví dụ về hiện tượng "mệt mỏi" ở sắt thép do
tác động của phụ tải.
Sự "mệt mỏi" ở kim loại bao gồm "mệt mỏi do cọ sát", "mệt mỏi do
nhiệt độ cao", "mệt mỏi do nhiệt độ dưới âm", "mệt mỏi do tiếng ồn" v.v...
Hiện tượng "mệt mỏi" rất dễ xảy ra ở các bộ phận có mặt cắt thay đổi như
những bộ phận của máy bay, tàu thuyền; máy móc được liên kết bằng đinh
thường hoặc hàn nối chẳng hạn cánh đuôi của máy bay, trục xe, phần ghép
nối của đường ray v.v...
Không chỉ có kim loại mà các dạng vật liệu khác như cao su, nhựa, bê
tông cũng có hiện tượng "mệt mỏi", tiềm ẩn nguy cơ gây tai hoạ. Để tránh
