تصميم نموذج محاكاة حاسوبي لدراسة آلية الانهيار في المحاور الدوارة

الملخص

تعتبر ظاهرة انهيار الهياكل الميكانيكية الدوارة من الظواهر الخطرة التي يحاول الباحثون دراستها للوصول إلى طرق فعالة لتلافيها, فقد تم توظيف العديد من التقانات والدراسات القائمة على تحفيز عمليات الصيانة المتواصلة والفحوص الدورية المستمرة , إلا أن ذلك يبقى غير كافي لتجنب حدوث الانهيارات المفاجئة وكان لابد من إيجاد نماذج رياضية تصف آلية تشكل الشقوق في الهياكل وحدوث الانهيار فيها , في هذه الورقة تم تصميم نموذج محاكاة حاسوبي لآلية الانهيار في عمود  التوصيل المتوسط لمروحة السفينة (الناقلة المكوكية للنفط) انطلاقاً من النموذج الرياضي الذي يصف مراحل الانهيار تبعاً  لعدد الدورات التي يتحملها العمود وأبعاد شقوق التعب فيه.

في البداية تم استنتاج المعادلات التفاضلية التي تعبر عن انهيار العمود, ثم تم تنفيذ محاكاة عددية باستخدام طريقة  Euler العددية في حل المعادلات التفاضلية العادية , وتم تنفيذ المحاكاة العددية باستخدام طريقة Rung-Kutta العددية أيضا للحصول على دقة أعلى في النتائج , و من ثم تم برمجتها بلغة Matlab  وبالتالي من خلال تحليل النتائج والرسوم البيانية الناتجة يمكن التنبؤ بعدد الدورات التي يتحملها العمود قبل الانهيار , هذا من شأنه التقليل من حدوث الانهيارات المفاجئة و توفير الوقت و الجهد و التكاليف  .