Miért roppant össze az OceanGate Titan tengeralattjáró?

Egészen más a helyzet, ha belül van a nagy nyomás, mintha kívül lenne.

Amikor belül van, akkor nemigen számít, hogy vannak-e kisebb nagyobb anyaghibák, egyenetlenségek. Azonban ha kívül van a nagy nyomás, akkor elegendő egy kis sérülés, inhomogenitás, ott elkezd benyomódni és a következő ezredmásodpercben már nincs ott semmi...

Az acél nem hajlamos anyagfáradásra, az a kompozit, amit használtak viszont igen.

Ahogy hallottam, valószínüleg a korábbi merülések hatására meggyengült az anyag.

Anyagfáradás alatt azt értem, hogy ha az acélt megterheled a folyáshatár 80% ával, majd feloldod a feszültséget, helyreáll, a következő 80% os terhelésen is ugyan úgy fog teljesíteni. Ellenben vannak anyagok, pl. Az alumínium ami az ismételet terhelések során károsodik, végül mondjuk megadja magát egy 60 % os terhelésnél.

Egy újszerű kompozitnál nem feltétlen állrendelkezésre elegendő adat az anyagfáradásról. Ráadásul a szénszál inkább szakítószilárdságban jó. Az acél nagyobb súlya még hasznos is egy ilyen járműnél ballasztként.

Hogy akkor minek akarták feltalálni a spanyolviaszt? Jó kérdés.

4.: Azért acélnál is fellép az anyagfáradásos törés. Ld. körhinta balesetek.

1.: Az csak egy tényező, hogy mennyi a folyáshatára egy anyagnak (ami tiszta húzás esetén igaz). De nézd meg a teljes statikáját akár csak egy gömbnek is, amit kivülről terhelsz ezzel az erővel. Egészen érdekes adatok jönnek ki. És szintén igaz amit a 2-es írt, egészen más eset amikor kivül van nagy nyomás, mint amikor belül. Van több film amiben tartálykocsit (amiben normálisan nagy nyomású gázokat szállítottak) leszívtak vákuummal, és úgy összeroppant mintha egy darab papírfecnit gyűrnél össze, és ott max. 1 bar nyomáskülönbség alakult ki, és az üzemi nyomása egészen más volt a tartálykocsinak.

https://www.youtube.com/watch?v=VS6IckF1CM0

https://www.youtube.com/watch?v=0N17tEW_WEU

Nagyjából ugyanez az erőrendszer ez is, hogy kivül van nagyobb nyomás, mint belül. És itt csak max 1 bar(!!!) nyomás volt. Nem annyi mint 3000 méteren (kb. 300 bar).

A folyáshatár a tömör acél húzására vagy összenyomására vonatkozik. Itt lemezek hajlításáról van szó.

Egyébként a Titan teste szénszál erősítésű titánból készült. És ez az összetett anyag sokkal alattomosabban viselkedik, mint a homogén fém. A szakértők szerint a rétegek minden előjel nélkül elkezdhettek szétválni, a szénszálak elszakadni.

Egy tiszta titán szerkezet jobb lett volna, csak abból kétszer vastagabb kellett volna. Még jobb lett volna egy gömb alak, amit egyenletesen terhel a nyomás.

Emellett az ablakok nyomásállóságát csak 1100 méterig garantálta a gyártó, mégis ezeket választották. Mert olcsóbb és könnyebb volt.

4 és 6

"Az acél nem hajlamos anyagfáradásra" és "Azért acélnál is fellép az anyagfáradásos törés."

Érdekes módon mind a két kijelentés (részben) igaz.

Az acélnál értelmezhető az un. kifáradási határ (lásd Wöhler görbe), ami azt jelenti, hogy ha az ismétlődő terhelésből 2(...5) milliót kibírt a szerkezet, akkor azután akárhány ugyanolyan terhelést ki fog bírni.

Fontos megjegyezni, hogy ilyen határ gyakorlatilag csak az acélnál van, erősen ötvözött acéloknál, alumíniumnál, titánnál, stb. nincs.

A fenti megjegyzés csak az ismétlődő azonos terhelésre vonatkozik, egyébként a halmozódó károsodás elmélete (Palmgren-Miner hipotézis, Manson-Coffin egyenlet, stb.) az irányadó.

A tengeralattjárók belsejében levegő van, ami összenyomható, a mélyben a külső nyomás sokszorosa a belső térben lévő nyomához képest, és egyetlen gyenge pont a szerkezeten, annak összeroppanását eredményezheti.

"Ja és ha valaki azzal jönne, hogy üveget is használtak, akkor megjegyezném, hogy az üveg nyomószilárdsága akár 1000 MPa is lehet" - a gyártó viszont az általa gyártott plexiket max 1300 méteres merülési mélységre tervezte, és volt is már gondjuk egy korábbi merülésen, 1800 méteres mélységben, akkor onnan visszafordultak (nem kizárható, hogy annak a merülésnek hatása lett a katasztrófára is)

A mélytengeri merüléseknek van sok évtizedes múltja, de a technológia még mindig drága, egy mélytengeri merülésre használt eszköz némi túlzással egyszer használatos, a sikeresen visszatérő mini tengeralattjárókat nem használják rendszeresen. (James Cameron tengeralattjárója?)

A katonai tengeralattjárók sem a tenger fenekéig merülnek, a legmodernebbek merülési mélysége is "csak" 300 méter körül van. Fel lehet sorolnia lexikonokból, hogy az acél, üveg, speciális anyagok mekkora nyomást képesek elviselni, de egy tengeralattjáró nem sík idom, egy test, amelynek a belseje irányába hat a nagy nyomás, és illesztések vannak rajta, ha egyetlen helyen hajszálrepedés keletkezik, összeomolhat az egész felépítmény.