Структурная механика разрушения

Модель механики структурного разрушения.

Механика структурного разрушения — это область строительной техники, занимающаяся изучением несущих конструкций, которые включают один или несколько вышедших из строя или поврежденных компонентов. Он использует методы аналитической механики твердого тела , проектирования конструкций, техники безопасности , теории вероятностей и теории катастроф для расчета нагрузок и напряжений в компонентах конструкции и анализа безопасности поврежденной конструкции.

Существует прямая аналогия между механикой разрушения твердого тела и механикой разрушения конструкций:

Аналогия между механикой разрушения твердого тела и механикой разрушения конструкций.
	Механика разрушения	Структурная механика разрушения
Модель	Твердый с трещиной	Многокомпонентная конструкция с вышедшим из строя компонентом
Движущая сила дефекта	Коэффициент интенсивности напряжения	Перегрузочный стресс
Системное свойство	Вязкость разрушения	Резервная способность / Структурная надежность

Существуют разные причины выхода из строя первого компонента:

механическая перегрузка , усталость (материальная) , непредвиденный сценарий и т.п.
«человеческое вмешательство», такое как непрофессиональное поведение или террористическая атака.

Существует два типичных сценария:

Локальный отказ НЕ приводит к немедленному обрушению всей конструкции.
Вся конструкция выходит из строя сразу после выхода из строя одного из ее компонентов.

остается ограниченный период времени Если конструкция не рухнет немедленно, до катастрофического структурного разрушения всей конструкции . Существует критическое количество структурных элементов, определяющее, имеет ли система резервные возможности или нет. ^{[ нужна ссылка ]}

Инженеры по безопасности используют выход из строя первого компонента как индикатор и стараются вмешаться в заданный период времени, чтобы избежать катастрофы всей конструкции. Например, «Утечка перед разрушением». ^[1] Методика означает, что утечка будет обнаружена до того, как произойдет катастрофический отказ всей системы трубопроводов в процессе эксплуатации. Его применяют для сосудов под давлением, ядерных трубопроводов, газо- и нефтепроводов и т. д.

Методы механики разрушения конструкций используются в качестве проверочных расчетов для оценки чувствительности конструкции к разрушению ее элементов. ^{[ нужна ссылка ]}

Модель катастрофического отказа и резервная способность сложной системы. Модель ^[2] предполагает, что выход из строя нескольких элементов приводит к перегрузке соседних элементов. Уравнение модели показывает взаимосвязь между местными и внешними напряжениями. Уравнение аналогично поведению касповой катастрофы. Теория предсказывает резервность сложной системы и критические внешние напряжения.

Отказ сложной системы с параллельным резервированием можно оценить на основе вероятностных свойств элементов системы.

См. также

Катастрофический отказ - внезапный и полный отказ, восстановление после которого невозможно.
Теория катастроф - Область математики
Механика разрушения - Исследование распространения трещин в материалах.
Ядерная безопасность и защищенность . Правила использования радиоактивных материалов.
Прогрессирующее обрушение – тип обрушения здания.
Инженерия безопасности - инженерная дисциплина, которая гарантирует, что инженерные системы обеспечивают приемлемый уровень безопасности.
Структурная целостность и разрушение - способность конструкции выдерживать расчетную структурную нагрузку без разрушения.

Ссылки

^ Применимость концепции утечки перед разрывом. Отчет Внебюджетной программы МАГАТЭ по безопасности атомных электростанций с ВВЭР-440 модели 230, 1993 г.
^ Кокчаров И. Оценка вероятности отказа параллельных резервируемых структур. Теоретическая и прикладная механика разрушения, том 36, выпуск 2, сентябрь – октябрь 2001 г., страницы 109–114

[1] Применимость концепции утечки перед разрывом. Отчет Внебюджетной программы МАГАТЭ по безопасности атомных электростанций с ВВЭР-440 модели 230, 1993 г.

[2] Кокчаров И. Оценка вероятности отказа параллельных резервируемых структур. Теоретическая и прикладная механика разрушения, том 36, выпуск 2, сентябрь – октябрь 2001 г., страницы 109–114

[1]

[2]