tugevusmudel

Tugevusmudel on matemaatiline või statistiline raamistik, mis kirjeldab materjali, komponendi või süsteemi vastupanu või tugevust rakendatavale koormusele. Mudeli eesmärk on hinnata, kui suure tõenäosusega tugevus ületab koormust ning seega arvutada töökindlust, riskipiirkondi ja eluea ningotust erinevates kasutustingimustes.

Tugevusmudel jagab tugevuse sageli juhuslikuks suuruseks, kuna materjalides, tootmises ja vananemisel esinevad kõikumised ning ebatäpsused. Mudel sisaldab tugevuse jaotust, harku purunemis/katkestuse kriteeriumi ning koormuste jaotust, mille alusel saab arvutada tõenäosusi ja usaldusväärlusi. Täiendavalt kirjeldavad mudelid piiritingimusi ja sõltuvusi, mis määravad, millal süsteem puruneb või talitlushäire tekib.

Tugevusmudelite koostamisel kasutatakse erinevaid meetodeid ja andmeid. Kalibreerimine toimub katseandmete abil, tihti sobitatakse jaotused nagu Weibulli või lognormaalne jaotus ning hinnatakse piirile sisaldavad koormusi. Analüüsivaldkond hõlmab Monte Carlo simulatsioone, esimese järgu usaldusväärsuse meetodeid ja piiripalga lähenemisi, et hinnata purunemisriskide jaotusi ja kogu elutsükliga seotud usaldusväärsust.

Rakendused ulatuvad tsiviilehitusest ja mehhanismide projekteerimisest materjaliteaduseni. Tugevusmudelit kasutatakse kriitiliste komponentide ja süsteemide koormuste ning turvalisuse hindamiseks, riskianalüüsiks ja hooldusplaanide koostamiseks. Hazardiga seotud piirangud ja eeldused tuleb selgelt dokumenteerida ning mudelit tuleb kohandada konkreetsete rakenduste andmete ja nõuetega.