材料力学与泰坦尼克号沉没

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1、材料性质冷脆:材料在低温条件下的极小塑变脆断。高韧性的材料不容易发生冷脆，反之就容易发生。在温度低于一个特定温度的时候，材料的吸收的冲击功会突然减小，从韧性转变为脆性，这一温度即为冷脆转变温度。实验上一般用冲击试验来确定这一温度。左面的试样取自海底的Titanic号，右面的是近代船由于早年的Titanic号采用了含硫高的钢板，韧性很差，特别是在低温呈脆性。所以，冲击试样是典型的脆性断口。近代船用钢板的冲击试样则具有相当好的韧性。(S含量规定小于等于0.030)下图是建造中的Titanic号。Gannon的文章指出，在水线上下都由10张30英尺长的高含硫量脆性

2、钢板焊接成300英尺的船体。船体上可见长长的焊缝。船在冰水中撞击冰山而裂开时，脆性的焊缝无异于一条300英尺长的大拉链，使船体产生很长的裂纹，海水大量涌入使船迅速沉没。磷在纯铁中有相当大的溶解度。磷能提高钢的强度，但使其塑性和韧性降低。在船体钢中，Mn/C对脆性转变温度有很大的影响，只有在Mn/C>=3时，船体钢才会有比较满意的脆性转变温度。Mn/C=0.47/0.21=2.24<3脆转变温度：A36钢为一27℃,泰坦尼克号船板纵向试样为32℃,横向为56C。显然,这种钢板不适于低温使用,而泰坦尼克号沉没时海域的温度为零下2℃。当温度度升高时,断裂所需的冲击

3、能增加铆钉一位美国科学家福克博士通过检查从泰坦尼克号残骸上取出的48根崩口铆钉后发现，这些熟铁制成的铆钉中含有超过百分之十五的矿渣（这是一种玻璃状物质，可以削弱金属的性能！），一般合格铆钉中只有百分之二的矿渣含量。含有15%矿渣的铆钉只能承受4000公斤的压力，而含有2%矿渣的铆钉可以承受9000公斤的压力。冲击水平冲击：Fd=PFd，动载荷；，静位移；P,重量。Fd>σbSσb强度极限；S，材料的横截面积。弯曲正应力σ==σ>σb谢谢！