مکانیک شکست

دسته بندي : فنی و مهندسی » مکانیک
مقدمه
يكي از عمده ‌ترين مسائلي كه انسان از زمان ساختن ساده‌ترين ابزارها با آن مواجه بوده است پديده شكست در اجسام مي‌باشد و درواقع براي استفاده از مواد به صورت ابزارهاي گوناگون بايد مقاومت آنها را نيز مي‌دانست. بنابراين به جرأت مي‌توان گفت كه علم مقاومت مصالح عمري برابر عمر تاريخ دارد. البته روند شناخت و برآورد مقاومت اجسام از روشهاي تجربي و ابتدايي شروع شده و به روشهاي كاملاً علمي قرن حاضر رسيده است.
علم مقاومت مصالح داراي شاخه‌هاي گوناگوني مي باشد كه رشد قابل توجهي داشته اند. يكي از شاخه هاي اين علم با كاربرد زياد و تحليل علمي نسبتاً مشكل، مكانيك شكست مي‌باشد. به توجه به لزوم بكارگيري مواد جديد و گوناگون در گسترة وسيع تكنولوژي معيارهاي نويني در روش هاي طراحي را الزامي نموده است. در اين ميان علم مكانيك شكست مورد توجه خاصي قرار گرفته است.
مكانيك شكست به عنوان نظم مهندسي در دهه 1950 و توسط آقاي Georg Rirwin در لابراتور تحقيقاتي ناوال (NRL) معرفي شد. درسالهاي بعد در دهه 1960 مفاهيم مكانيك شكست طي تحقيقات مختلف در دانشگاهها و مراكز تحقيقاتي گسترش داده شدند. اصول مكانيك شكست كاربردهاي مختلفي در طراحي مهندسي شامل آناليز شكست سازهاي تردد و پيش بيني گسترش ترك خستگي ، دارند. با توجه به اينكه 80 درصد شكست‌هاي ترد ريشه در گسترش ترك خستگي دارند استفاده از مكانيك شكست مي‌تواند بسيارمفيد باشد.
در اين سيمنار سعي شده است اصول مفاهيم اوليه مكانيك شكست و كاربرد آن در روسازيهاي بتني به اختصار توضيح داده شود.

تاريخچه‌اي از مكانيك شكست
با پيشرفت تكنولوژي در عصر حاضر، پديده شكست در اجسام از اهميت بيشتري نسبت به گذشته برخوردار شد متلاشي شدن بسياري از هواپيماها و فضاپيماها در طي دهه اي گذشته لزوم درك دقيق تري از مكانيك شكست در اجسام را در علوم جديد ايجاب مي كند در واقع گسيختگي ناگهاني بسياري از تجهيزات در سازه هاي صنعتي نه تنها عواق جاني ناگواري در پي دارد بلكه ضررهاي چشمگير اقتصادي را نيز مسبب مي شود.
در طي سالهاي پس از جنگ جهاني دوم پيشرفت هاي زيادي در مكانيك شكست حاصل شد ولي تا دانسته‌هاي زيادي همچنان باقي است و زمينه براي تحقيقات بيشتر فراهم مي‌باشد.
تحقيقات اخير نشان داده است كه قيمت ضررهاي ناشي از شكست ‌هاي ناگهاني در ايالات متحده آمريكا در سال 1978 بالغ بر 119 ميليارد دلار گرديده كه در حدود 4% توليد ناخالص ملي اين كشور را تشكيل مي‌دهد. اين مطالعات پيش بيني نموده است كه اگر تكنولوژي پيشرفته زمان حاضر در اين صنايع استفاده مي شد مي توانست حدود 35 ميليارد دلار و در صورت بهره گيري از نتايج و تحقيقات بيشتر در اين زمينه، حدود 28 ميليارد دلار ديگر صرفه جويي اقتصادي را در پي داشت.