خلال اختبار ديناميكي هوائي بسرعة 250 كم/ساعة، انفصلت الأوتاد عديمة الصدى في نفق الرياح، واصطدمت بالنموذج الأولي. لم يكن الحادث مجرد خطأ في التجميع؛ كشف التحليل أن اضطراب تدفق الهواء ولّد ضغط شفط دوري على الكسوة. تسببت هذه الظاهرة، التي تم نمذجتها باستخدام ديناميكا الموائع الحسابية (CFD) في برنامج Star-CCM+، في تشوهات دقيقة في المادة اللاصقة، والتي تجاوزت بعد تراكمها حد إجهاد المادة، مما أدى إلى الانفصال.
محاكاة دورات التحميل باستخدام Star-CCM+ وإعادة البناء ثلاثي الأبعاد 🔬
استخدم الفريق برنامج Star-CCM+ لتقسيم مجال النفق وحساب تقلبات الضغط على كل إسفين. تم تحويل نتائج ضغط الشفط إلى إشارة تحميل دوري على المادة اللاصقة. للتحقق من هندسة الفشل، تم استخدام RealityCapture للمسح التصويري للمنطقة المتضررة و Revit لدمج نموذج BIM للنفق. سمح هذا بربط مناطق الانفصال الأكبر مع قمم الضغط الديناميكي، مما أنتج خريطة للعمر الافتراضي للمادة اللاصقة. أظهرت رسوم متحركة للتشوه كيف زادت سعة اهتزاز الكسوة تدريجياً مع كل دورة اضطراب، حتى تجاوزت طاقة التشوه متانة الغراء الصناعي.
دروس لتصميم الوصلات اللاصقة في البيئات القاسية ⚙️
تثبت هذه الحالة أن الإجهاد الميكانيكي الناتج عن التدفق المضطرب لا يمكن التنبؤ به فقط من خلال الاختبارات الثابتة. يسمح الجمع بين CFD والنمذجة ثلاثية الأبعاد للمهندسين بتوقع الأعطال في الوصلات اللاصقة قبل حدوثها في الاختبارات الحقيقية. في المرة القادمة التي ترى فيها كسوة منفصلة في فيديو اختبار، تذكر أن هناك دورة تحميل خفية وراءها كان ينبغي لبرنامج المحاكاة اكتشافها بالفعل.
ما هي منهجية المحاكاة بالعناصر المحدودة التي توصون بها لنمذجة انتشار الشقوق الناتجة عن الإجهاد في المواد اللاصقة الهيكلية تحت أحمال ديناميكية هوائية متقلبة مثل تلك المتولدة في أنفاق الرياح عالية السرعة؟
(ملاحظة: إجهاد المواد يشبه إجهادك بعد 10 ساعات من المحاكاة.)