أدى العطل الكارثي لمروحة رئيسية في نفق هوائي داخلي أثناء جلسة القفز بالمظلات إلى قذف شظايا معدنية نحو مجرى الهواء. قام خط أنابيبنا ثلاثي الأبعاد بدمج بيانات التشوه الهيكلي وديناميكيات الموائع وإعادة البناء الهندسي لتحديد السبب الجذري: الإجهاد الناتج عن دورات التحميل غير المتماثلة. توضح هذه المقالة عملية التحقيق الجنائي باستخدام Siemens Star-CCM+ وGOM Inspect وAutodesk Inventor.
نمذجة ديناميكيات الموائع الحاسوبية وقياس التشوهات بعد العطل 🌀
تم استيراد سحب النقاط لمجرى الهواء التالف والشفرات المتبقية من GOM Inspect إلى Autodesk Inventor لإعادة بناء الأشكال الهندسية المشوهة. باستخدام Star-CCM+، تمت محاكاة تدفق الهواء بسرعة 160 كم/ساعة، مما كشف عن مناطق إعادة تدوير تولد أحمالاً نابضة غير منتظمة على كل شفرة. أظهر تحليل الإجهادات المتبقية تركيزات إجهاد في جذور الشفرات المقابلة لمنطقة الاصطدام. تم ربط علامات الاصطدام في مجرى الهواء بتردد مرور الشفرة، مما يؤكد أن العطل بدأ بعد 1.2 مليون دورة انحناء غير متماثل. أظهرت رسوم الإجهاد والانفعال بوضوح تأثير التخلفية في المادة، مما يشير إلى إجهاد منخفض الدورة.
دروس حول التحميل غير المتماثل في تصميم التوربينات ⚙️
توضح هذه الحالة أن نماذج الإجهاد المتماثل تقلل من تقدير التآكل الفعلي في الأنفاق الهوائية. سمح الجمع بين ديناميكيات الموائع الحاسوبية الثابتة والتحليل النمطي في Inventor بتحديد أن هندسة مجرى الهواء كانت تضخم الاهتزازات في نطاق حرج. للتصاميم المستقبلية، يُوصى بدمج أجهزة استشعار التشوه في الوقت الفعلي وشبكات سداسية السطوح في Star-CCM+ تلتقط تدرجات الضغط في الأثر. سهلت إعادة البناء ثلاثي الأبعاد باستخدام Cinema 4D التصور الجنائي لتقرير السلامة.
بالنظر إلى قذف الشظايا والعطل الكارثي الموثق، ما هي منهجية التحليل الجنائي ثلاثي الأبعاد التي تسمح بالتمييز بين الشق الناشئ عن الإجهاد غير المتماثل النقي والشق المنتشر بسبب عيوب التصنيع في سبيكة شفرة التوربين؟
(ملاحظة: إجهاد المواد يشبه إجهادك بعد 10 ساعات من المحاكاة.)