上游充通大学 材料科学与工程学院 School of Materials Science and Engineering.SITU 1920 200 彗星号客机失事事故分析 >几架彗星号飞机突然断裂的原因是每次飞行中由于座舱反复增压和 减压，使机身的金属蒙皮承受了疲劳应力的循环作用。 >”德.哈维兰公司的设计者门相信：…座舱在两倍于它的工作压力 下试验不会损伤，…服役中不会在疲劳作用下失效.。德哈维兰 公司和英国民用航空工业用沉重的代价证明这种见解是错误的” -摘自《彗星号飞机事故调查法庭调查报告》 >“”对于喷气时代安全性的贡献，没有任何一种型号的飞机比得上彗 星号，它给航空世界的教训永远留在今天正在飞行的每架喷气客机 中” -摘自《彗星号的故事》，D.D.Dempster 1日日 工程学导论-李军（材料8楼03）
1896 1920 1987 2006 工程学导论-李军（材料B楼308） 彗星号客机失事事故分析 几架彗星号飞机突然断裂的原因是每次飞行中由于座舱反复增压和 减压，使机身的金属蒙皮承受了疲劳应力的循环作用。 “ 德 . 哈维兰公司的设计者门相信： …座舱在两倍于它的工作压力 下试验不会损伤， …服役中不会在疲劳作用下失效…。 德.哈维兰 公司和英国民用航空工业用沉重的代价证明这种见解是错误的” －摘自 《 彗星号飞机事故调查法庭调查报告》 “ 对于喷气时代安全性的贡献，没有任何一种型号的飞机比得上彗 星号，它给航空世界的教训永远留在今天正在飞行的每架喷气客机 中” －摘自《 彗星号的故事》 ， D. D. Dempster
上游充通大学 彗星号飞机整机疲劳实验 材料科学与工程学院 School of Materials Science and Engineering.SITU 1920 200 所谓金属疲劳，是指一种在交变应力作用下，金属材料发生破坏的 现象。 机械零件在交变压力作用下，经过一段时间后，在局部高应力区形 成微小裂纹，再由微小裂纹逐渐扩展以致断裂。疲劳破坏具有在时 间上的突发性，在位置上的局部性及对环境和缺陷的敏感性等特点 故疲劳破坏常不易被及时发现且易于造成事故。 “彗星号”飞机增压仓内方形舷窗处的蒙皮，在反复的增压和减压 冲击下，产生变形、裂纹，最终导致金属疲劳断裂。在高空中，断 裂使得飞机座舱内外的压差如同压缩空气一样爆炸，使得飞机顷刻 解体。当时，金属疲劳还是一项无人知晓的课题，而喷气式飞机彗 星号比其他飞机都飞得快，承受的压力自然也大，更容易产生金属 疲劳。 > 对金属疲劳问题的忽略，最终毁掉了英国德哈维兰公司。这家公司 名誉扫地，1959年不得不与霍克一西德利公司合并，而彗星号生产 线又继续蹒跚了几年后，于1962年正式关闭。 工程学导论-李军（材料8楼03）
1896 1920 1987 2006 工程学导论-李军（材料B楼308） 彗星号飞机整机疲劳实验 所谓金属疲劳，是指一种在交变应力作用下，金属材料发生破坏的 现象。 机械零件在交变压力作用下，经过一段时间后，在局部高应力区形 成微小裂纹，再由微小裂纹逐渐扩展以致断裂。疲劳破坏具有在时 间上的突发性，在位置上的局部性及对环境和缺陷的敏感性等特点， 故疲劳破坏常不易被及时发现且易于造成事故。 “彗星号”飞机增压仓内方形舷窗处的蒙皮，在反复的增压和减压 冲击下，产生变形、裂纹，最终导致金属疲劳断裂。在高空中，断 裂使得飞机座舱内外的压差如同压缩空气一样爆炸，使得飞机顷刻 解体。当时，金属疲劳还是一项无人知晓的课题，而喷气式飞机彗 星号比其他飞机都飞得快，承受的压力自然也大，更容易 产生金属 疲劳。 对金属疲劳问题的忽略，最终毁掉了英国德.哈维兰公司。这家公司 名誉扫地，1959年不得不与霍克—西德利公司合并，而彗星号生产 线又继续蹒跚了几年后，于1962年正式关闭
上游充通大学 材料科学与工程学院 School of Materials Science and Engineering.SJTU 1896 1920 2003 疲劳曲线（应力-寿命曲线） ga. Ni-based 1000 super-alloys 准静断 Low-alloy steels Ti alloys、0 Tungsten N10 低周疲劳(LCF--Low cycle fatigue) alloys Age-hardened Mg alloys C Age-hardened CFRP Al alloys arbon Oe Ductile 高周疲劳(HCF-High cycle fatigue) ast iron Bronze N10㎡ D 100 6-1 ALSIC 疲劳极限 composite Gray cast iron IgN GFRP 有限疲劳寿命 无限疲劳寿命 Zinc alloys 10 1000 2000 疲劳曲线全图 5000 10000 20000 Density p (kg/m3) 工程学导论-李军（材料8楼03）
1896 1920 1987 2006 工程学导论-李军（材料B楼308） 疲劳曲线（ 应力-寿命曲线） 疲劳曲线全图 疲劳极限
上游充通大学 材料科学与工程学院 School of Materials Science and Engineering.SITU 1920 200 疲劳极限与静强度之间的关系 立△生旧坐的姑里在（红）成宣 n甘击共几旧 >”德.哈维兰公司的设计者门相信：座舱在两倍于它的工作压力 下试验不会损伤，.…服役中不会在疲劳作用下失效..。德哈维兰公 司和英国民用航空工业用沉重的代价证明这种见解是错误的” -摘自《彗星号飞机事故调查法庭调查报告》 > 结构钢01=0.27(0+C) > 铸铁01=0.45C >铝合金01=0.17g-7.5MPa >青铜01=0.21 工程学导论-李军（材料8楼03）
1896 1920 1987 2006 工程学导论-李军（材料B楼308） 疲劳极限与静强度之间的关系 实验表明，材料的抗拉强度（ σb）越高，则其疲劳极限 （σ-1）也越高。对中、低强度钢， σ-1与σb大体呈线性关 系（一般σ-1= 0.5σb）。针对不同的材料有下列经验关系： 结构钢 σ-1 = 0.27（ σs + σb ） 铸铁 σ-1 = 0.45 σb 铝合金 σ-1 = 0.17σb – 7.5MPa 青铜 σ-1 = 0.21σb “ 德 . 哈维兰公司的设计者门相信： …座舱在两倍于它的工作压力 下试验不会损伤， …服役中不会在疲劳作用下失效…。 德.哈维兰公 司和英国民用航空工业用沉重的代价证明这种见解是错误的” －摘自 《 彗星号飞机事故调查法庭调查报告》
上游充通大学 材料科学与工程学院 School of Materials Science and Engineering.SJTU 1920 200% 5教2（问火 低于疲劳强度的应力称为 缺1试样 191- 次载。金属在次载条件下，先 运转一定次数之后，则可以提 经.9512×1i 高疲劳极限，这种次载荷强化 次载荷锻炼 ti 作用称为次载锻炼。新安装的 机器，常空载和低载运行一段 430 木经次载荷锻年 时间，既能跑合机器，又能提 高疲劳强度。 100 115 3×1) t)' ,310° N:周次 工程学导论-李军（材料8楼08）
1896 1920 1987 2006 工程学导论-李军（材料B楼308） 低于疲劳强度的应力称为 次载。金属在次载条件下，先 运转一定次数之后，则可以提 高疲劳极限，这种次载荷强化 作用称为次载锻炼。新安装的 机器，常空载和低载运行一段 时间，既能跑合机器，又能提 高疲劳强度