กลศาสตร์การแตกหักเชิงโครงสร้าง

กลศาสตร์การแตกหักของโครงสร้างเป็นสาขาหนึ่งของวิศวกรรมโครงสร้างที่เกี่ยวข้องกับการศึกษาโครงสร้างรับน้ำหนักที่มีส่วนประกอบที่ชำรุดหรือเสียหายหนึ่งส่วนหรือหลายส่วน โดยใช้วิธีการทางกลศาสตร์ของแข็งเชิงวิเคราะห์ วิศวกรรมโครงสร้างวิศวกรรมความปลอดภัยทฤษฎีความน่าจะเป็นและทฤษฎีภัยพิบัติในการคำนวณภาระและความเค้นในส่วนประกอบของโครงสร้าง และวิเคราะห์ความปลอดภัยของโครงสร้างที่เสียหาย
มีความคล้ายคลึงกันโดยตรงระหว่างกลศาสตร์การแตกหักของวัสดุแข็งและกลศาสตร์การแตกหักของโครงสร้าง:
| กลศาสตร์การแตกหัก | กลศาสตร์การแตกหักเชิงโครงสร้าง | |
|---|---|---|
| แบบอย่าง | แข็งแต่มีรอยแตก | โครงสร้างหลายส่วนประกอบที่มีส่วนประกอบหนึ่งชำรุด |
| แรงขับเคลื่อนที่บกพร่อง | ปัจจัยความเข้มข้นของความเครียด | ความเครียดเกินพิกัด |
| คุณสมบัติของระบบ | ความทนทานต่อการแตกหัก | ความสามารถในการสำรอง / ความแข็งแกร่งของโครงสร้าง |
สาเหตุที่ทำให้ส่วนประกอบชิ้นแรกเสียหายนั้นมีหลายประการ:
- การรับน้ำหนักเกินทางกล , ความล้า (ของวัสดุ) , สถานการณ์ที่ไม่คาดคิด ฯลฯ
- “การแทรกแซงของมนุษย์” เช่น พฤติกรรมที่ไม่เป็นมืออาชีพ หรือการก่อการร้าย
โดยทั่วไปมีสถานการณ์อยู่สองแบบ:
- ความเสียหายเฉพาะจุดไม่ได้ทำให้โครงสร้างทั้งหมดพังทลายลงในทันที
- โครงสร้างทั้งหมดจะพังทลายทันทีเมื่อส่วนประกอบใดส่วนประกอบหนึ่งเสียหาย
หากโครงสร้างไม่พังทลายลงทันที จะมีช่วงเวลาจำกัดก่อนที่ โครงสร้างทั้งหมด จะพังทลาย อย่าง รุนแรง จำนวนองค์ประกอบโครงสร้างที่สำคัญจะเป็นตัวกำหนดว่าระบบนั้นมีศักยภาพสำรองหรือไม่
วิศวกรความปลอดภัยใช้ความล้มเหลวของส่วนประกอบแรกเป็นตัวบ่งชี้และพยายามเข้าไปแทรกแซงในช่วงเวลาที่กำหนดเพื่อหลีกเลี่ยงหายนะของโครงสร้างทั้งหมด ตัวอย่างเช่น วิธีการ “รั่วก่อนพัง” [ 1 ]หมายความว่าจะตรวจพบการรั่วไหลก่อนที่จะเกิดความล้มเหลวร้ายแรงของระบบท่อทั้งหมดในระหว่างการใช้งาน วิธีการนี้ถูกนำไปใช้กับภาชนะรับแรงดัน ท่อนิวเคลียร์ ท่อส่งก๊าซและน้ำมัน ฯลฯ
วิธีการทางกลศาสตร์การแตกหักของโครงสร้างถูกนำมาใช้ในการคำนวณตรวจสอบเพื่อประเมินความไวของโครงสร้างต่อความเสียหายของส่วนประกอบ

ความล้มเหลวของระบบที่ซับซ้อนซึ่งมีการสำรองข้อมูลแบบขนาน สามารถประเมินได้โดยอาศัยคุณสมบัติเชิงความน่าจะเป็นขององค์ประกอบต่างๆ ในระบบ
ดูเพิ่มเติม
- ความล้มเหลวร้ายแรง– ความล้มเหลวอย่างฉับพลันและโดยสิ้นเชิง ซึ่งไม่สามารถกู้คืนได้
- ทฤษฎีภัยพิบัติ– สาขาหนึ่งของคณิตศาสตร์
- กลศาสตร์การแตกหัก– การศึกษาการแพร่กระจายของรอยแตกในวัสดุ
- ความปลอดภัยและความมั่นคงทางนิวเคลียร์– ข้อบังคับสำหรับการใช้วัสดุกัมมันตรังสี
- การพังทลายแบบค่อยเป็นค่อยไป– ประเภทการพังทลายของอาคาร
- วิศวกรรมความปลอดภัย– สาขาวิชาวิศวกรรม
- ความสมบูรณ์ของโครงสร้างและการแตกหัก– ความสามารถของโครงสร้างในการรับน้ำหนักตามที่ออกแบบไว้โดยไม่พังทลาย