Co to są pęknięcia zmęczeniowe?

Pęknięcia zmęczeniowe to pęknięcia spowodowane powtarzającym się napięciem na strukturę przez pewien czas. Wiele razy pęknięcia zmęczeniowe mogą być powierzchowne, ale w innym czasie mogą powodować katastrofalną porażkę prowadzącą do katastrofalnych rezultatów. Pęknięcia zmęczeniowe są poważnym problemem inżynieryjnym, które mogą odkryć tylko inspektorzy, którzy są w stanie powiedzieć, jak poważne są pęknięcia.

Być może najbardziej znanym przykładem, w jaki sposób katastrofalne pęknięcia zmęczeniowe mogą pochodzić z incydentu w Minneapolis 1 sierpnia 2007 r. Tego dnia, podczas popołudniowej godziny szczytu, mostka na Interstate 35 nad rzeką Missisipi, powodując 13 ludzi do ich śmierci do śmierci. To była krajowa tragedia, która spowodowała, że ​​wiele stanów natychmiast zwiększyło swoje zasady kontroli mostu.

Później określił krajową tablicę bezpieczeństwa transportu, że most zawalił się z powodu nieodpowiednią wielkość dużych stalowych płyt używanych do łączenia kawałków mostu ze sobą. Nieodpowiedni rozmiar spowodował zmęczeniePęknięcia, które ostatecznie doprowadziły do ​​pełnych złamań. Gdy to się wydarzyło, reszta płyt nie powiodła się w reakcji łańcucha. Jest to znane jako katastroficzna niewydolność zmęczeniowa.

Istnieje wiele cech unikalnych dla pęknięć zmęczeniowych. Po pierwsze, zdarzają się w metalowych konstrukcjach. Po drugie, mają również przewidywalne etapy. Obejmują one początkowe pęknięcie, progresywny wzrost i końcowe złamanie prowadzące do niewydolności zmęczenia.

Chociaż pęknięcia zmęczeniowe mogą być poważnym problemem, mogą być również bardzo przewidywalne w przechodzeniu tych etapów. Tylko inżynier może stwierdzić, czy pęknięcia zmęczeniowe stanowią poważny problem dla struktury. W niektórych przypadkach mogą być na miejscu zbędne, aby zapobiec awarii zmęczeniowej.

Chociaż myśl o pęknięciach zmęczenia może być przerażająca, można je również przewidzieć i zapobiec w wielu przypadkach. Rutynowe kontrole często dostrzegają pęknięcia zmęczeniowe i zanotują je. W niektórych cASE, naprawy można szybko i łatwo dokonać, zastępując kluczowe części konstrukcji. Dobrą wiadomością jest to, że pęknięcia zmęczeniowe zdarzają się na zewnątrz, widoczne odcinki stali przez większość czasu.

Podczas gdy wiele uwagi dotyczących pęknięć zmęczeniowych koncentruje się wokół mostów, należy zauważyć, że mogą one wpływać na dowolną strukturę stalową i doprowadzić do katastrofalnych wyników w dowolnym miejscu. Stalowe szyny w kolei mogą powodować wykolejenie pociągów, jeśli się nie powiedzie. Stal w budynkach, jeśli jest wystarczająco zmęczona, może również zawieść. Jest to szczególnie niebezpieczne w budynkach wielostanowych. Jednak awarie zmęczeniowe w budynkach nie są tak powszechne jak awarie w innych aplikacjach.