จนถึงวันนี้ก็สามารถพูดได้ว่า CAD/CAM นั้นไม่เพียงพอต่อการพัฒนาศักยภาพในการออกแบบและการผลิตเพื่อการแข่งขันในยุค IT อีกต่อไป หลายบริษัท หรือ หน่วยงานต่างๆที่มีความเกี่ยวข้องทางด้านงานออกแบบเชิงวิศวกรรมได้นำเอาเทคโนโลยีที่ช่วยในการคำนวณการออกแบบด้วยคอมพิวเตอร์ที่เรียกว่า Computer Aided Engineering หรือเรียกสั้นๆว่า CAE เข้ามาใช้งานในขณะที่ยังมีบริษัทอีกจำนวนมาก ที่เพิ่งเริ่มศึกษาความเป็นไปได้ในการนำมาใช้กับงานของบริษัทเอง ซึ่งหลายแห่งก็กินเวลาเป็นปีทั้งนี้ก็อาจจะมาจากแหล่งข้อมูลที่จะค้นคว้าที่จำกัดและในการศึกษานั้นมีการลองผิดลองถูกไปเรื่อยๆจนเสียเวลาไปมากอีกทั้งในการศึกษาก็มักจะเกิดปัญหาที่เป็นคำถามซึ่งหาคำตอบที่ชัดเจนได้ยากบ่อยๆอย่างเช่น

• เราจะเชื่อมั่นในคำตอบที่ได้จะการคำนวณของ software ได้อย่างไร
• คำตอบที่ได้มีความแม่นยำเชื่อถือได้กี่เปอร์เซ็นต์
• เราให้ Boundary Condition ถูกต้องหรือไม่
• ฯลฯ

ที่นำเรื่องนี้มากล่าวก็เพราะทฤษฎีที่เกี่ยวข้องในการพังซึ่งสอดคล้องกับพฤติกรรมของวัสดุแต่ละแบบนั้นมีหลายทฤษฎีซึ่งต้องเลือกใช้ให้เหมาะสมกับสถานการณ์ บ่อยครั้งที่การประเมินความเสียหายที่ได้จากการคำนวณผิดพลาดเนื่องจากการเลือกใช้ทฤษฎีที่ไม่สอดคล้องกับสถานการณ์ จริงดังนั้นความรู้พื้นฐานในทฤษฎีต่างๆจึงมีความจำเป็นในการประเมินการออกแบบอย่างถูกต้องซึ่งจะกล่าวเป็นตอนๆจากนี้ไป

      ในการออกแบบชิ้นงานทางวิศวกรรมจำนวนมากนั้น ชิ้นงานจะรับภาระกรรมหลายอย่างพร้อมกัน เช่น ความเค้นดึง ความเค้นกด และความเค้นเฉือน ซึ่งเรียกว่าความเค้นผสม( combined stress)และเป็นแบบสามมิติ จึงมีผู้พยายามตั้งทฤษฎีขึ้นมาใช้อธิบายถึงความเสียหายของชิ้นงาน โดยการเทียบกับสิ่งที่สามารถตรวจสอบด้วยการทดลองได้เช่น Yield tensile strength, Ultimate tensile strength หรือ strain ซึ่งค่าทั้งหมดได้จากการทดลองดึงชิ้นทดสอบในแนวแกนหรือแบบมิติเดียว ทฤษฎีเหล่านี้เรียกว่า ทฤษฎีความเสียหาย (Failure Criterion Theorem) และเนื่องจากวัสดุเหนียว(ductile material)และเปราะ(brittle material)เกิดความเสียหายที่แตกต่างกัน โดยวัสดุเหนียวจะเกิดความเสียหายเมื่อค่าความเค้นที่เกิดขึ้นในวัสดุถึง Yield point ซึ่งเป็นสิ่งที่เราไม่ต้องการ เพราะเมื่อความเค้นเกินค่านี้ไปแล้ววัสดุจะไม่สามารถคืนรูปกลับสู่สภาพเริ่มต้นได้ ดังนั้นเมื่อกล่าวถึงความเสียหาย( Failure)ของวัสดุเหนียวก็จะต้องพูดถึง Yield stress ซึ่งคือค่าความเค้น ณ Yield point ส่วนวัสดุเปราะจะไม่มี Yield point ความเสียหายจะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อวัสดุรับความเค้นจนเกินการแตกหรือแยกของเนื้อวัสดุ ดังนั้นเมื่อกล่าวถึงความเสียหาย( Failure)ของวัสดุเปราะก็จะต้องพูดถึง Ultimate stress ซึ่งคือค่าความเค้นที่ทำให้วัสดุเกิดการแตกหัก

      ทฤษฎีความเสียหายสำหรับวัสดุเหนียวที่เป็นที่นิยมในปัจจุบัน มีอยู่ 2 ทฤษฎีคือ Maximum shear stress theory และ Maximum distortion energy theory เนื่องจากให้ผลใกล้เคียงกับการใช้งานจริง ส่วนทฤษฎีอื่นไม่เป็นที่นิยมเนื่องจากไม่สอดคล้องกับผลการทดสอบ จึงไม่ขอกล่าวถึงในที่นี้

1. Maximum shear stress theory (Tresca 's Yield Theory)
ทฤษฎีนี้เกิดขึ้นก่อน Maximum distortion energy theory ทฤษฎีนี้เป็นผลจากการสังเกตว่าวัสดุเหนียวเกิดการเลื่อนไถลของ plane ในเนื้อวัสดุขณะเกิดการ Yield และตัวการสำคัญที่ทำให้เกิดการเลื่อนไถลก็คือ ความเค้นเฉือนจึงได้เกิดการตั้งสมมุติฐานว่าการ Yield ของวัสดุเหนียวขึ้นอยู่กับ ความเค้นเฉือน เท่านั้น และเมื่อชิ้นงานเกิดความเค้นเฉือนสูงสุดถึงค่าความเค้นเฉือนวิกฤต( )ค่าหนึ่งซึ่งเป็นค่าที่ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของวัสดุเหนียวแล้ว ชิ้นงานก็จะเกิดการ Yield ส่วนค่าความเค้นเฉือนวิกฤต( )ของวัสดุแต่ละชนิดหาได้จากความเค้นเฉือนสูงสุดที่เกิดขึ้นในชิ้นงานมาตรฐานที่นำไปทดสอบแรงดึงเมื่อถึงจุด Yield ยิ่งพูดก็ยิ่งงง ทำไมการทดสอบแรงดึงจึงมาเกี่ยวข้องกับความเค้นเฉือนได้ มันน่าจะเกี่ยวกับความเค้นฉากมากกว่า แต่อย่าลืมนะครับว่าในการทดสอบแรงดึงมีทั้งความเค้นฉากและความเค้นเฉือนเกิดขึ้นในชิ้นงาน โดยที่ความเค้นเฉือนจะเกิดขึ้นบนทุกๆ Plane ที่ไม่ได้ขนานหรือตั้งฉากกับแนวแรงดึง และความเค้นเฉือนสูงสุดจะเกิดขึ้นบนทุกๆ Plane ที่ทำมุม 45 องศากับแนวแรงดึงและมีค่าเป็นครึ่งหนึ่งของความเค้นฉากในแนวแรงซึ่งสามารถพิสูจน์ได้ด้วยการแตกแรงธรรมดา จากที่ได้กล่าวมาข้างต้นแล้วว่าทฤษฎีนี้มองว่าความเค้นเฉือนคือตัวการสำคัญที่ทำให้ชิ้นงานเกิดการ Yield ฉะนั้นเช่นเดียวกันกับการทดสอบแรงดึง ถึงแม้จะเป็นการทดสอบแรงดึงแต่สิ่งที่ทำให้เกิดการ Yield คือความเค้นเฉือนสูงสุดที่เกิดขึ้นในชิ้นงานต่างหาก ซึ่งมีค่าเท่ากับครึ่งหนึ่งของ ความเค้นดึง ณ Yield point (Yield tensile stress) ดังนั้นชิ้นงานจะอยู่ในย่านที่ปลอดภัยเมื่อ


ถ้าภาวะความเค้นอยู่ในรูปหกเหลี่ยมแสดงว่าชิ้นงานมีความปลอดภัยไม่เกิดการ Yield แต่ถ้าอยู่บนขอบของรูปหกเหลี่ยมหรือข้างนอก แสดงว่าเกิดการ Yield ทฤษฎีนี้ศึกษาและทดสอบอย่างจริงจังโดย Tresca วิศวกรชาวฝรั่งเศส บางครั้งจึงเรียกทฤษฎีนี้ว่า Tresca's Yield Theory