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金属板簧断裂背后的科学问题

   2018-04-26 微信婷婷2230
核心提示:第一次工业革命后,火车、汽车开始逐渐出现在人们生活中。然而,随之而来的不仅有路途上美丽的风景,更有惨不忍睹的事故。于是,事故分析便发展成为一门很深的学问。有时一起事故的分析像一部侦探小说,剧情跌宕起伏
第一次工业革命后,火车、汽车开始逐渐出现在人们生活中。然而,随之而来的不仅有路途上美丽的风景,更有惨不忍睹的事故。于是,事故分析便发展成为一门很深的学问。有时一起事故的分析像一部侦探小说,剧情跌宕起伏。因为每一次事故当中几乎都伴随着金属构件的破坏,所以解说这些剧情的人通常是金属领域的专家。别小看那些已经损坏的构件,它们有时候能告诉人们事故的真正元凶。本文从一起机动车事故说起,给大家讲述一片板簧断裂在事故过程中扮演的关键角色,同时它也给整个事故的分析蒙上了阴影。板簧断裂时间点的定性关系到整个事故的最终定性,也涉及到事故责任认定。文章阐述了事故的经过,并给出了一些关键证据的图片。由于文章较长,希望感兴趣的朋友耐心阅读。文中可能存在解读不准确的词汇,望读者自行更正。
本文介绍的故障分析利用了断口表面污染,异常断口形貌,应力分析,以及断裂力学去判别一个机动车板弹簧失效在事故序列中的时间点。这项工作的前身是大量失控事故调查,在这项调查当中板簧和后轴在事故之后发现损坏。
很明显的问题是是否是这些构件中的一个导致了事故的发生,或者它的断裂是事故的结果吗?在事故发生后,人们总有这样或那样问题或猜想。事故的简要描述如下。
写报告、声明以及现场测绘地图标明路标和目标位置,揭示机动车在60-70公里/小时的速度在一条土路上行驶,听到了咔哒的声音后进入一个曲线柔和的下坡路段。机动车漂移到了路的左侧,然后急转向路的右侧,然后又急转回路的左侧。
机动车随后沿着中的左边缘行驶直到它撞上了一块巨石。车辆的左侧与岩石相撞,根据相同的报告,车辆在这个位置撞出了坑。右后轮充气完全,在路的中央,临近事故序列起点。随后进行检验,发现左后板簧在前簧眼(the forward eye)的位置断裂,并且第一片辅助簧片最后端的位置被急剧向上卷起。
在接下来的日子,调查人员在事故现场在土路中央发现了印记,这个印记保存的相当完好并且成为绘制车辆行驶路径的基础。他们也发现了在事故序列前期车辆右后制动底板与土路接触的痕迹。针对污垢的地质分析发现它们嵌入了后底板,并且确定这些嵌入后底板的污垢或灰尘与道路上的泥土成分一致,它的主要成为是石灰石和砂子。
这与路基以外的土质的成分不同,主要是红砂和少量的石灰石。对后底板粘附灰尘的大量分析发现,其与路基材料非常相近,而与周围地形的土质不同。在路上没有发现压痕或轮胎弹跳的痕迹指向远离路面的方向。
机动车的检验发现了旋转轮胎擦痕指向左后轮舱(wheelwell)的后端并且在右后轮舱前端发现轮胎旋转的痕迹。左后弹簧断裂出现在前连接处,将使轴的左侧支撑向后大约在右后侧弹簧-轴连接处。因此,左轮将摩擦轮舱的后侧,并且右轮将摩擦前面的轮舱。
枢转轴将产生转向效应,它独立于前轮并且会撬起右后轮进入框架轨道。因为轮胎痕迹表明,右后轮仍在转动并且未破坏,左后弹簧首先破坏。因此,剩余的调查聚焦在左后弹簧的失效问题上。
五金
 
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