การวิบัติแบบต่างๆในงานโครงสร้าง

 การวิบัติแบบต่างๆในงานโครงสร้าง

การเสียรูป, การวิบัติ หรือภาษาชาวบ้านเรียกว่า การพัง นั้น สามารถเกิดได้กับทุกอย่างที่เป็นโครงสร้าง เช่น อาคาร บ้านเรือน ชิ้นส่วนเครื่องจักรกล รางรถไฟ สะพาน เสา ตลอดจนสิ่งต่างๆที่มนุษย์สร้างขึ้นอีกหลายอย่าง ซึ่งการวิบัติ เป็นสิ่งที่ไม่มีผู้ใดอยากให้เกิดขึ้นเกิดขึ้น ยกเว้นการทดสอบบางประการเกี่ยวกับการวิบัติ เช่น การทดสอบแรงดึง แรงอัด เป็นต้น 

การวิบัติ เกิดขึ้นได้จากหลากหลายสาเหตุ โดยในสายงานวิศวกรรม สามารถแบ่งออกได้เป็น 6 ประเภท ได้แก่

1. การวิบัติเนื่องจากความเค้นสูงเกินกำลังต้านทานของวัสดุ หรือ เลยช่วงการคืนตัวกลับคืน หรือช่วงเชิงเส้น หรือ จุดคราก, จุด ยีลด์ 

การวิบัตินี้ ไม่ค่อยเกิดโดยตรง เนื่องจากการออกแบบส่วนใหญ่ จะใช้ค่าจุดครากของวัสดุมาออกแบบ แต่ที่เห็นการวิบัติบ่อยๆ เนื่องมาจากต้นเหตุอื่นมากกว่า จึงส่งผลโดยรวมให้เลยจุดคราก

2. การวิบัติโดยรับภาระเกินกำลังในแนวแกน หรือ บัคลิ่ง, Buckling บางคนเรียก บักกิ้ง 

การวิบัติแบบนี้ส่วนใหญ่จะเกิดบริเวณเสาหรือชิ้นส่วนที่รับแรงในแนวแกน การวิบัติแบบ Buckling มีตัวแปรสำคัญมาจากอัตราส่วนความชลูด หรือ Slenderness ratio เป็นหลัก  ค่านี้ก็สำคัญสำหรับการออกแบบชิ้นส่วนที่ทำหน้าที่รับแรงตามแนวแกน หรือ Axial load 

3. การวิบัติจากการสั่นฟ้อง หรือ เรโซแนนซ์, Resonance.

การวิบัติแบบนี้ค่อนข้างรุนแรง และมักเป็นต้นเหตุไปสู่ความวิบัติอื่นๆ เนื่องจากไม่สามารถมองเห็นได้ หรือสังเกตุได้ยาก เล่น ลมพัดสะพานจนแกว่งไปมา เริ่มจากแกว่างน้อยๆ จนเกิดการเคลื่อนที่แบบคลื่น เมื่อความถี่ถึงค่าค่าหนึ่งที่เป็นความถี่วิบัติ หรือความถี่ธรรมชาติ ก็จะส่งผลให้ค่าต่างๆเกินจากที่ออกแบบไว้ ทำให้วิบัติในที่สุด

4. การวิบัติจากความล้า หรือ ฟาทีก, Fatigue การวิบัติแบบนี้เกิดขึ้นจากการสูญเสียกำลังของวัสดุเนื่องจากความล้า หรือการอ่อน เช่น เหล็กเส้นกลม โดนดัดไปมา จนเกิดความร้อนและอ่อนตัวในที่สุด การล้า สามารถเกิดขึ้นได้เสมอไม่จไเป็นต้องมากจากแรงเชิงกลก็ได้ เช่น หลอดไฟ ที่เปิดปิดบ่อยๆ เกิดความร้อนและเย็นสลับกันจนใส้หลอดขาดลงในที่สุด หรือ อุปกรณ์ตัดไฟฟ้าในเบรกเกอร์ ที่ใช้หลักการนี้ หรือบางครั้ง กล้ามเนื้อของเราก็อ่อนล้าได้หากทำงานหนักซ้ำๆ เพราะเรื่องนี้คือธรรมชาติ ฉะนั้น การออกแบบโดยใช้วัสดุที่ถูกต้อง ค่าความเผื่อต่างๆถูกต้อง ก็ย่อมป้องกันการวิบัติจากความล้าได้

5. การวิบัติแบบครีป, Creep การเสียรูปแบบนี้คล้ายๆการเสียรูปเฉพาะส่วน เช่น ชิ้นส่วนปีกนกของช่วงล่างรถยนต์ ที่วิบัติเฉพาะจุดเนื่องจากได้รับแรงเกินพิกัดอยู่เฉพาะจุดใดจุดหนึ่ง การวิบัติแบบนี้อาจจะค่อยๆเกิดและสะสมความเสียหายไว้เรื่อยๆจนนำไปสู่การวิบัติรวมของโครงสร้าง

6. การวิบัติเนื่องจากสูญเสียพื้นที่หรือเนื้อรับภาระจากการสึกกร่อน เช่น การเกิดสนิม จนคุณสมบัติรับแรงของเหล็กเปลี่ยนไป จนเกิดการวิบัติ

การวิบัติจากภาวะนี้สร้างความเสียหายร้ายแรง ในแต่ละปี มนุษย์สูญเสียมูลค่ากับการป้องกันการสึกกร่อนของโลหะเป็นอย่างมาก แต่หากเทียบกับการปล่อยให้เกิดการสึกกร่อน ก็จะมีความเสียหายใหญ่หลวงกว่า เช่น อุตสาหกรรมการผลิตปิโตรเลียมในทะเล เป็นต้น

วิศวกรท้องถิ่น 6/14/2025

Line ID: engineerm