😎 #آموزش امروز"فلسفه‌های طراحی سازه"اگر از یک دانشجوی سال اول مهندسی بپرسید:«مهمترین ویژگی یک سازه چیست؟»احتمالاً پاسخ می‌دهد:«اینکه سازه هیچ‌وقت آسیب نبیند.»اما جالب است بدانید که در صنعت هوافضا، سال‌هاست مهندسان چنین هدفی ندارند. در واقع، بسیاری از سازه‌های هواپیما از همان ابتدا با این فرض طراحی می‌شوند که ترک در آن‌ها ایجاد خواهد شد. و سوال این است که:«وقتی ترک ایجاد شد، آیا هواپیما هنوز ایمن خواهد بود؟»این تغییر نگرش، یکی از مهم‌ترین تحولات تاریخ مهندسی سازه است.1️⃣مرحله اول: Safe-Life Designدر دهه‌های ابتدایی صنعت هوانوردی، فلسفه غالب طراحی Safe-Life بود.ایده بسیار ساده بود:قطعه باید تا پایان عمر طراحی‌شده، بدون ایجاد ترک یا شکست بحرانی کار کند. مثلاً اگر عمر طراحی یک قطعه ۲۰٬۰۰۰ سیکل باشد، پیش از رسیدن به این مقدار تعویض می‌شود؛ حتی اگر در ظاهر کاملاً سالم باشد. این روش هنوز هم برای قطعاتی مانند:دیسک کمپرسور موتور جتدیسک توربینو برخی اتصالات بحرانی استفاده می‌شود، زیرا شکست آن‌ها معمولاً فرصت هیچ واکنشی باقی نمی‌گذارد.2️⃣ مرحله دوم: Fail-Safe Designبا پیچیده‌تر شدن هواپیماها، مهندسان متوجه شدند که نمی‌توان همیشه از ایجاد ترک جلوگیری کرد. بنابراین فلسفه جدیدی مطرح شد: اگر یک عضو سازه از کار افتاد، کل سازه نباید بلافاصله شکست بخورد. در این روش، سازه دارای مسیرهای بار جایگزین (Multiple Load Paths) است. اگر یکی از اعضا آسیب ببیند، سایر اعضا موقتاً بار را تحمل می‌کنند تا هواپیما فرصت فرود یا تعمیر داشته باشد. به بیان ساده:در Fail-Safe، خرابی یک قطعه به معنی خرابی کل سازه نیست.3️⃣ مرحله سوم: Damage Tolerant Designاما از دهه ۱۹۷۰ به بعد، با پیشرفت مکانیک شکست و بررسی سوانح مهمی مانند حادثه de Havilland Comet و بعدها Aloha Airlines Flight 243، مشخص شد که حتی فلسفه Fail-Safe نیز کافی نیست.چرا؟زیرا فقط داشتن مسیر بار جایگزین کافی نیست. باید بدانیم: ترک با چه سرعتی رشد می‌کند؟ چه زمانی به اندازه بحرانی می‌رسد؟ هر چند وقت یک‌بار باید بازرسی انجام شود؟اگر چند ترک هم‌زمان ایجاد شوند چه اتفاقی می‌افتد؟ اینجاست که Damage Tolerant Design متولد شد. در این فلسفه، وجود ترک یک استثنا نیست؛ بلکه بخشی از فرآیند طراحی محسوب می‌شود. اینجاست که مفاهیمی مثل:Fracture MechanicsParis LawStress Intensity Factor (K)Crack Growth RateCritical Crack Lengthوارد طراحی می‌شوند. و مهندسان با در نظر گرفتن همزمان مسیرهای جایگزین بار، کنترل ترک ها با تغییر ضخامت و تقویت کننده ها در طول مسیر پیشبینی شده و همچنین بازرسی دوره‌ای سازه را مدیریت می کنند.✈️آکادمی مهندسی هوافضا✈️کانال دوره‌ها | کانال اصلی