تعرض مبنى سكني تم تشييده باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد للخرسانة لانهيار جزئي في هيكله، مما كشف عن خلل حرج في منطقة الانتقال بين الطبقات. أدى الحادث إلى تفعيل تحقيق تقني جمع بين المسح بالليزر عالي الدقة والمحاكاة العددية. كان الهدف الرئيسي هو تحديد ما إذا كان وقت التصلب بين تمريرات الطباعة مفرطًا، مما منع الارتباط الكيميائي والميكانيكي الصحيح بين حبال المادة. تحلل هذه المقالة عملية التحليل والنمذجة.
تحليل باستخدام GOM Inspect وCloudCompare للكشف عن التفكك الطبقي 🏗️
كانت الخطوة الأولى هي التقاط الهندسة المنهارة باستخدام المسح بالليزر، مما أدى إلى توليد سحابة كثيفة من النقاط. باستخدام CloudCompare، تمت مقارنة هذه السحابة بنموذج CAD الأصلي لتحديد الانحرافات السطحية. أظهرت مناطق الانفصال بين الطبقات فجوة منهجية تتراوح بين 0.8 مم و1.5 مم، مما يشير إلى نقص في الاندماج. لاحقًا، في GOM Inspect، تم إجراء تحليل للمقاطع العرضية لقياس السُمك الفعلي للواجهة. كشفت النتائج أن الطبقات العليا أظهرت التصاقًا شبه معدوم، مع مسامية بنسبة 12% في المفصل، مقارنة بنسبة 2% في الوصلة الصحيحة. تم تصدير هذه البيانات كشروط حدية لنموذج العناصر المحدودة.
نمذجة الكلال في ABAQUS: وقت التصلب كمتغير حرج ⏳
في ABAQUS، تم بناء نموذج تماسك للواجهة بين الطبقات، يتضمن بيانات الخشونة والفجوة التي تم الحصول عليها. تمت محاكاة ثلاثة سيناريوهات لوقت التصلب: 30 دقيقة (صحيح)، 90 دقيقة (حرج)، و150 دقيقة (فشل). أظهرت محاكاة الإجهاد والانفعال أنه في حالة 150 دقيقة، انخفض إجهاد الالتصاق الأقصى بنسبة 67% مقارنة بالسيناريو الأمثل. تُظهر الرسوم البيانية كسرًا هشًا في الواجهة، دون تشوه لدن ملحوظ. الدرس واضح: التحكم في النافذة الزمنية بين الطبقات ليس مجرد مسألة لوجستية، بل هو المعامل الأكثر تحديدًا لكلال ومتانة هيكل مطبوع ثلاثي الأبعاد.
كيفية نمذجة السلوك اللزج المرن للواجهة بين طبقات الخرسانة المطبوعة ثلاثية الأبعاد بدقة للتنبؤ بالكلال تحت الأحمال الدورية وتجنب فشل الالتصاق كما لوحظ في الانهيار الجزئي للمبنى السكني
(ملاحظة: كلال المواد يشبه كلالك بعد 10 ساعات من المحاكاة.)