Re: [問題] 短程客機是否“相對”容易金屬疲勞

[wencc (賣菜刀的)]

金屬疲勞的起因是因為材料受力變形之後無法回復原本狀態殘留的"應變"累積而成

如果材料在完美的彈性範圍內變形的話

外力移除之後就會完美的回復他以前的狀態, 也就是沒有殘留的應變

但若是外力一旦大到材料的塑性範圍的話, 當外力移除時材料無法回復原本完美的狀態

就會有所謂的殘留應變

下一次再受力就會從這個應變開始

如果一而再再而三的有殘留應變的話, 最終材料受力就會很容易超出"某些界限"而導致

所謂的失效或者破壞

金屬的特性就是他的utilimate strength很高

可以忍受大應變而不會直接斷裂或破壞

複合材料好在他很輕(全球都在重視能源的議題)又能有跟金屬一樣的強度

但是忍受應變的能力就比金屬差了一節

不過這個問題又可以從整個結構的設計來補強

所謂有一好沒有兩好, 這些都端看公司或政府怎麼去做trade off

至於長程或短程客機誰比較容易金屬疲勞

我個人認為這兩者沒有直接關係

1. 所有飛得上天的飛行器, 其材料都會需要通過一些標準

   飛機上上下下就幾千次吧？跟金屬材料能承受的limit或者些標準比起來是

   小巫見大巫了

2. 計算應變跟應力很重要的邊界條件在大飛機小飛機就不一樣了

   大飛機有八顆螺絲, 小飛機只有兩顆螺絲

   算起來的材料特性搞不好大飛機還比較好(猜測跟比喻而已)

3. 每條人命都很寶貴, 飛機製造商都會以最嚴格的標準來維護飛機

   不會大飛機比較貴比較猛所以他用的材料就比較好比較不容易金屬疲勞

   反之亦然

※ 引述《cgy (北台灣東部丘陵線籌備處)》之銘言：
: ※ 引述《yamatobar (B'z控之王XD)》之銘言：
: : 話說我也想問一下
: : 中大型客機的引擎掛架是不是特別容易金屬疲勞而斷裂?
: : 因為中大型客機的引擎也更重,引擎掛架要承受更大的重量,沒定期保養的話更容易撐不住
: : 美航191航班除外,因為那是維修不當導致飛機引擎掛架斷裂
: : 華航在萬里掛掉的那一架742貨機和以航在荷蘭噴掉的742貨機
: : 都是起飛後沒多久,其中一顆引擎的掛架因為金屬疲勞斷裂而脫落,打落旁邊的另一顆引擎
: : 導致飛機失去控制墜毀
: : 又,現在的新生代客機,如787和A350,都是強調機身大量採用複合材料
: : 因為複合材料不但輕,還可以避免機身機屬快速疲勞的問題,能讓大修的間隔拉長
: : 是這樣嗎?
: 複材強度的確比金屬抵抗力好
: 但根據現在的測試報告看到資料顯示，抵抗強度超過一定就是直接斷裂
: 而金屬材料還可抵擋一下。
: 可以想像一個應力抵抗的圖
: 一個是直接到最大跳到0
: 另一個最大值之後會圓滑下降後直到斷裂到 0
: 另外我們要搞清楚金屬疲勞的問題，最大值圓滑下降直到斷裂
: 那個就是金屬疲勞產生，理當來說只要施力不超過最大值，
: 理論上是永久不會斷裂...。
: 所以金屬沒有什麼快速疲勞的問題...除非飛機長時間高於應力值
: 所有金屬疲勞問題應該是要去了解，是不是飛機本身結構因為腐蝕改變或應力
: 不平均（力會找到最脆弱的點），導致施加在於一個特定地方，超過一定力量值
: 甚至是時間，導致金屬疲勞。

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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) 
◆ From: 174.127.158.89
→ cgy:專業，不過據了解複材抗變性比金屬好很多
推 SILee:搭過幾次787，老實說，有點怕怕的
→ SILee:雖然復材的發展已經有一段時間
→ SILee:但是用在機身和機翼上畢竟是新的創舉
→ SILee:現在沒問題不代表幾年後不會出現一些嚴重問題
→ SILee:現在的飛機設計可是經過幾百次的空難教訓學到的經驗
→ SILee:有時候沒有摔過還真的不知道哪裡有嚴重瑕疵需要改善
→ SILee:畢竟飛機製造商對複材的使用還是算新手
→ VivioTTH:GFRP之類的吧
推 awayaway:飛機原型應該是有一台是應力測試機,就怕非設定中的應力
→ awayaway:比方:酸,鹼,錯誤的維修方式~或是嫁接在複材零件導致的破
→ awayaway:壞
推 SILee:個人的想法是，任何的工程設計都很難做到完全沒有bug
→ SILee:即使經過上萬次的電腦模擬，也是會有工程師沒考量到的問題
→ SILee:這些潛在性的問題就真的只能靠一次次的意外而讓工程師記取
→ SILee:一個全新的技術被應用在飛機上，真的難保不會有潛在性問題
→ SILee:要能夠保證複材真的完全沒問題
→ SILee:可能還是要再經過十幾年的時間去驗證
→ traystien:哪有這麼完美的材料 XD
→ traystien:不存在完全彈性的材料
→ kxz:所以永遠都有新的適航指令跟改裝文件...