一条不起眼的裂缝也可以摧毁一项重大基础设施。轻则导致意外停机,降低生产效率,重则酿成大祸,造成巨大损失。
2019年4月25日,河北衡水市翡翠华庭项目1#楼建筑工地,一施工升降机轿厢(吊笼)坠落的重大事故,造成11人死亡、2人受伤,直接经济损失约1800万元。事故施工升降机第16、17节标准节连接位置西侧的两条螺栓未安装、加节与附着后未按规定进行自检、未进行验收即违规使用。
2019年8月27日,盐城交警支队高速三大队民警在盐靖高速盐城北收费站执勤时,一辆满载乘客由无锡开往滨海的大客车在下高速的过程中,民警发现该车的左后车轮有异常,随即示意该车靠边停车。民警在检查过程发现,左后车轮上的固定螺丝还剩下两、三根,其他的已经全部断裂,如果再继续行驶的话,一旦轮胎在高速行驶过程中脱落,后果将不堪设想。
2010年6月29日深圳东部华侨城“太空迷航”娱乐设施的太空舱垮塌,造成6人死亡,10人受伤,事故原因是有一颗螺栓松动。
对于各种机械破坏事故的统计中,疲劳破坏(包括高温疲劳、腐蚀疲劳、接触疲劳、热疲劳以及微动磨损疲劳等等特种疲劳)经常处于首位,可占到50%到90%。
疲劳断裂:构建在荷载的反复作用下,应力若超过一定极限时,在应力较大的部位会出现细微的疲劳裂纹。裂纹顶部会产生应力集中导致裂纹不断扩张,这个过程中构件的截面不断削弱直到最终断裂。
1、导致疲劳断裂的应力水平较低,疲劳极限低于材料的抗拉强度,甚至低于材料的屈服强度,且经过了多次的应力循环,通常是经过了数千乃至数百万次后才破坏的。
2、疲劳断裂之后,不会出现显著的塑形变形,疲劳断口一般可看到三个部分:疲劳源、疲劳裂纹扩展区以及静断裂区。
3、疲劳破坏对材料的缺陷很敏感,疲劳源通常起源于构件或连接的高应力集中区,或者是表面缺陷处,如夹杂、裂纹、突变、软点以及刻痕等处。
疲劳断裂的过程可以归结为4个阶段:循环变形损伤阶段、疲劳裂纹形成阶段、疲劳裂纹扩展阶段、最终断裂阶段。
在循环变形损伤阶段,裂纹尚未形成。但局部区域材料出现微观塑形变形,材料的位错亚结构和性能发生了变化。
疲劳问题尤其是高周期疲劳最应该注意的是表面问题:表面的粗糙状况、表面的缺口部位等都是需要注意的。
提高疲劳性能的措施可以通过强化构件表面,例如氮化、喷丸以及高频淬火等。相反,经过表面软化,例如磨削烧伤和钢的脱碳等都会降低疲劳强度。
所以为了安全考虑,在使用机械设备时,应定期进行检查连接部分的安全性能,把问题提前发现,防范于未然,避免发生事故。
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