Teoria cuantică şi ingineria structurală

Găsesc potrivită o anologie între teoria ondulatorie, respectiv corpusculară a luminii faţă de teoria calcului structural de rezistenţă, respectiv calculul de stabilitate (buckling). Gândindu-mă deunăzi mai atent la “ciudăţenia” calcului la famblaj, am realizat că, întrucât formele de flambaj se obţin doar prin salturi şi nu printr-o parcurgere continuă a spaţiului, putem asimila buckling-ul cu comportarea corpusculară a luminii.

Modul de încărcare al elementului

Deformaţia unui element sub încărcări statice

Să detaliem: în cazul unei structuri supuse la forţe oarecare obţinem o structură cu o alură deformată, modificată faţă de poziţia iniţială.

Aşadar, reţinem că, sub acţiunea forţelor, structurile se deformează, ocupând diferite poziţii în spaţiu şi putând rămâne în echilibru în oricare din aceste poziţii. Incrementând progresiv forţele exterioare structura poate eventual ajunge la colaps, pierzându-şi toate rezervele de rezistenţă. Aceasta este situaţia în care structura cedează din motive de REZISTENŢĂ, şi pe care o asimilăm comportării continue, oscilatorii a luminii.

O altă abordare, complementară, este cea a calculului de stabilitate. Structurile sensibile la pierderea stabilităţii se comportă aparent similar cu cele menţionate anterior: la creşterea progresivă a forţelor înregistrăm creşteri ale deformaţiilor. Până la un punct. Dincolo de un anumit prag al forţelor aplicate, structura îşi schimbă brusc forma, aşezându-se într-o altă poziţie de echilibru, complet diferită ca alură faţă de cea iniţială şi fără consumarea în mod necesar a rezervelor de rezistenţă.

Forţa la care structura face acest salt dintr-o poziţie de echilibru într-o altă poziţie de echilibru se numeşte forţă critică de flambaj. Chestiunea este că există mai multe forme de flambaj (cu alte cuvinte, în urma acestul “salt” structura se poate aşeza în forme diferite sau moduri de flambaj).

Modul 1 de flambaj

Modul 6 de flambaj

Modul 20 de flambaj

Încă o dată, precizez că schimbarea formei se produce brusc, spontan imediat ce s-a atins forţa critică de flambaj.

Fiecare formă în care poate ajunge structura după pierderea stabilităţii este determinată de o anumită forţă critică. În funcţie de caracteristicile structurii, aceasta se poate manifesta la flambaj într-un mod unic: unei forţe critice de flambaj îi corespunde o singură formă de flambaj, şi numai aceea. Din acest motiv aş asimila “flambajul” – sau mai precis forţele critice de flambaj, cu “cuantele” de energie care determină transformările de energie.

Acestea ar fi asemănările. Deosebirea majoră este scara la care privim: macroscopic versus microscopic.

Şi, ca şi în cazul teoriei cuantice, există aceeaşi manifestare complementară, duală: undă/corpuscul versus rezistenţă/stabilitate.

About these ads