约翰·霍普金斯大学 一张航空发动机金属盘破裂的NTSB照片，这种破裂是由金属疲劳引起的，新方法能够在裂纹出现之前很久就预测出来
信用:NTSB 当飞机、桥梁和其他结构中的金属部件破裂时，结果往往是灾难性的
但是约翰·霍普金斯大学的研究人员已经找到了一种比目前的测试更早可靠地预测漏洞的方法
在今天发表在《科学》杂志上的一篇论文中，约翰·霍普金斯大学的研究人员详细介绍了一种在微观尺度上测试金属的新方法，这种方法允许金属在记录后续损伤如何演变成裂纹的同时，快速对材料施加重复载荷
“我们现在能够对导致裂缝的原因有一个更基本的了解，”埃尔-阿瓦迪说
“实际的含义是，它将允许我们理解和预测材料何时或如何会失效
" 无论是车辆撞击桥梁，还是飞机上气压的变化，这种被称为“循环载荷”的连续变化都会逐渐导致最耐用金属内部分子结构的滑动，直到出现裂纹，这在它们危险出现之前很久就可以预料到了
“疲劳破坏困扰着所有的金属，减轻它是非常重要的，”埃尔-阿瓦迪说
“这是飞机金属部件产生裂纹的主要原因
" 这就是为什么在航空业中，许多零件的定期更换时间表很常见，而且更换费用也很高
但是，通过更好地了解裂纹产生的原因，可以更准确地确定这些零件的寿命
法国调查人员上个月刚刚呼吁对空客A380进行设计审查，以确定它们是否能防范金属疲劳风险
“由于缺乏对引发裂纹的机理的理解，很难以合理的精度预测循环加载材料的剩余寿命，”埃尔-阿瓦迪说
“这个组件实际上可能很好，而且永远不会失败，但他们只是根据统计数据就把它扔掉了
那是对金钱的巨大浪费
" 目前大多数了解裂纹起源的测试都集中在裂纹形成之前或之后的瞬间，以评估金属的组成发生了什么
这些测试中有许多使用了大得多的样本，排除了跟踪损伤的开始，这是一个亚微米级的特征
这种新方法尽可能缩小镜片的范围，从金属第一次受到载荷时开始，这种载荷会导致局部损伤，可能会变成裂纹
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