إن التفكك الطبقي في عجلة قيادة من ألياف الكربون في الفورمولا 1 ليس دائمًا نتيجة لصدمة مباشرة. في هذه الحالة، نشأ الخلل بسبب معالجة معيبة لراتنج الإيبوكسي، مما أدى إلى ظهور مناطق ذات نقل منخفض للحمل بين الطبقات. عند تطبيق عزم الدوران أثناء القيادة، انفصلت الصفائح تدريجيًا، مما قلل من صلابة الالتواء للمكون حتى نقطة حرجة من الفشل الهيكلي.
محاكاة الخلل في Volume Graphics وHyperMesh 🛠️
باستخدام Volume Graphics، تم إجراء مسح مقطعي لعجلة القيادة المعيبة لتحديد المناطق ذات المسامية المفرطة ونقص تشريب الراتنج. تم تصدير البيانات إلى HyperMesh، حيث تم إنشاء نموذج عناصر محدودة بخصائص متعامدة متدهورة في المناطق المتأثرة. أظهرت المحاكاة في Siemens NX أنه تحت أحمال دورية مقدارها 50 نيوتن متر، تجاوزت الضغوط بين الطبقات بنسبة 40% قيم المعالجة المثلى، مما يؤكد أن التفكك الطبقي بدأ في محيط الحلقة وانتشر شعاعيًا نحو المركز.
الإجهاد كحكم صامت في المنافسة ⏳
توضح هذه الحالة أن تحليل الإجهاد لا يجب أن يركز فقط على العمر الافتراضي للمادة الأساسية، بل على سلامة الرابطة بين الراتنج والألياف. المعالجة غير المكتملة تحول مكونًا عالي الأداء إلى فخ للصلابة التدريجية. بالنسبة لفرق السباق، فإن محاكاة هذه السيناريوهات في مرحلة ما قبل الإنتاج باستخدام HyperMesh والتحقق من صحتها باستخدام Volume Graphics يسمح باكتشاف المناطق الحرجة قبل فشل عجلة القيادة على المسار، مما يحافظ على كل من الأداء وسلامة السائق.
كيف يمكن التمييز، من خلال المحاكاة بالعناصر المحدودة، ما إذا كان التفكك الطبقي الملاحظ في عجلة قيادة فورمولا 1 ناتجًا عن معالجة معيبة لراتنج الإيبوكسي أم عن حمل ميكانيكي دوري زائد؟
(ملاحظة: إجهاد المواد يشبه إجهادك بعد 10 ساعات من المحاكاة.)