الميكانيك الفيزياء

اﻟﺑزاز: اﻻﺳﺗﺟﺎﺑﺔ اﻟﮭﯾﮐﻟﯾﺔ ﻟوﺻﻟﺔ رﺑط ﻣﺷﻔﮭﺔ واﻟﻣرﺑوطﺔ ﺑﺎﻟﺑراﻏﻲ ﺗﺣت ﺗﺄﺛﯾر ﻋواﻣل ﻣﺗﻌددة 13 اﻻﺳﺗﺟﺎﺑﺔ اﻟﮭﯾﮐﻟﯾﺔ ﻟوﺻﻟﺔ رﺑط ﻣﺷﻔﮭﺔ واﻟﻣرﺑوطﺔ ﺑﺎﻟﺑراﻏﻲ ﺗﺣت ﺗﺄﺛﯾر ﻋواﻣل ﻣﺗﻌددة ﺳﻌد اﺣﻣد ﯾوﻧس اﻟدﺑﺎغ اﻟدﮐﺗور راﻓﻊ ﺧﻟﯾل اﻟﺑزاز / اﺳﺗﺎذ ﻣﺳﺎﻋد ﻣﺎﺟﺳﺗﯾر ھﻧدﺳﺔ ﻣﯾﮐﺎﻧﯾﮐﯾﺔ / ﻣﯾﮐﺎﻧﯾك ﺗطﺑﯾﻘﻲ ﮐﻟ ﯾﺔ اﻟﮭﻧدﺳﺔ – اﻟﮭﻧدﺳﺔ اﻟﻣﯾﮐﺎﻧﯾﮐﻲ اﻟﻣﺳﺗﺧﻟص ﯾﻘدم ھذا اﻟﺑﺣث اﻟﺗﺣﻟﯾل اﻟﮭﯾﮐﻟﻲ ﻟوﺻﻟﺔ رﺑط ﺑﺎﻟﺑرﻏﻲ ﻣﺳﺑﻘﺔ اﻟﺗﺣﻣﯾل ﻣن ﻣﺎدة اﻟﻔوﻻذ. ﺗﺗﺄﻟف ھذه اﻟوﺻﻟﺔ ﻣن ﺟزأﯾن ، ﯾﻣﺛل ﮐل ﺟزء ﺷﮐﻼ" ھﯾﮐﻟﯾﺎ" ﯾﺷﺑﮫ ﺣرف L وﯾرﺗﺑطﺎن ﻣﻊ ﺑﻌﺿﮭﻣﺎ ﺑواﺳطﺔ ﺑرﻏﻲ ﻣﻧﻔرد ﻣن اﻟﻔوﻻذ ، ﯾﺗﺄﻟف ﮐل ﺟزء ﻣن ﻣﻘطﻊ ﻋﻣودي ﻣﺛﺑت ﺑﺎﻟﻟﺣﺎم اﻟزاوي ﻋﻟﯽ اﻟ ﻣﻘطﻊ اﻻﻓﻘﻲ(اﻟﺷﻔﺔ) ، واﻟﺷﮐل اﻟﮭﯾﮐﻟﻲ ﺗﺣت ﺗﺄﺛﯾر ﻗوة ﺷد أﺣﺎدﯾﺔ ﻋﻟﯽ اﻟﻧﮭﺎﯾﺔ اﻟﻌﻟﯾﺎ ﻟوﺻﻟﺔ اﻟرﺑط ﺑﯾﻧﻣﺎ ﺗﮐون اﻟﻧﮭﺎﯾﺔ اﻟﺳﻔﻟﯽ ﻣﺛﺑﺗﺔ . اﺟرﯾت دراﺳﺔ ﻋﻣﻟﯾﺔ ﻋﻟﯽ وﺻﻟﺔ اﻟرﺑط ﻟﺣﺳﺎب ﺗﺄﺛﯾر ﺑﻌض اﻟﻌواﻣل ﻓﻲ اﺳﺗﺟﺎﺑﺔ ھذه اﻟوﺻﻟﺔ ، وھذه اﻟﻌواﻣل ﺗﺷﻣل ﺗﺄﺛﯾر اﻟﺣﻣل اﻟﻣﺳﺑق ﻟﻟﺑرﻏﻲ ، وﻗطر اﻟﻔﻟﮐﺔ اﻟﺧﺎرﺟﻲ ، وﻧوع ﻣﺎدة اﻟﻔﻟﮐﺔ(ﻓوﻻذ او ﺑراص) . ﺗم ﺗﺳﺟﯾل اﺳﺗﺟﺎﺑﺔ اﻟوﺻﻟﺔ ﻋﻟﯽ ﺷﮐل ازاﺣﺔ اﻟﻧﮭﺎﯾﺔ اﻟﺣرة واﻹزاﺣﺔ ﺑﯾن ﺣﺎﻓﺗﻲ وﺻﻟﺔ اﻟرﺑط وﮐذﻟك ﺗم ﺗﺳﺟﯾل اﻻﻧﻔﻌﺎﻻت ﻋﻟﯽ ﺳطﺢ اﻟوﺻﻟﺔ ﺑﺎﺳﺗﺧدام ﺗﻘﻧﯾﺔ ﻣﺟﺳﺎت اﻻﻧﻔﻌﺎل ، ﺣﯾث ﺗم ﻟﺻق ﺧﻣﺳﺔ ﻣﺟﺳﺎت ﺛﻧﺎﺋﯾﺔ ﻋﻟﯽ ﻣﻧﺎطق ﻣﺧﺗﻟﻔﺔ ﻣن ﺳ طﺢ وﺻﻟﺔ اﻟرﺑط. وﻗد اظﮭرت اﻟﻧﺗﺎﺋﺞ اﻟﻌﻣﻟﯾﺔ ﻟوﺻﻟﺔ اﻟرﺑط ﺗﺣت ﺗﺄﺛﯾر اﻟﺣﻣل اﻟﺧﺎرﺟﻲ ان اﻻﺟﮭﺎد اﻟرﺋﯾس اﻻﻗﺻﯽ اﻟﻣﺣﺳوب ﺑﺎﺳﺗﺧدام ﺗﻘﻧﯾﺔ اﻟﺗﺣﻟﯾل ﺑﺎﻟﻌﻧﺻر اﻟﻣﺣدد وﺑرﻧﺎﻣﺞ ( ANSYS ) اﻗل ﻣن اﻟﻧﺗﺎﺋﺞ اﻟﻌﻣﻟﯾﺔ وﺑﻔرق اﻗل ﻣن 10% وھﻲ ﻧﺳﺑﺔ ﺟﯾدة . أظﮭرت اﻟﻧﺗﺎﺋﺞ أن ﻣﻘﺎوﻣﺔ وﺻﻟﺔ اﻟرﺑط ﺗﮐ ون أﮐﺑر وﻣﻊ اﺳﺗﺧدام ﻓﻟﮐﺔ ﻓوﻻذﯾﺔ ﻗطرھﺎ 30mm وأن أﻓﺿل ﻋزم ﺷد ﻟﻟﺑرﻏﻲ ھو 164N.m واﻟذي ﯾﻣﺛل اﻟﺣﻣل اﻟﻘﯾﺎﺳﻲ ﻟوﺻﻼت اﻟرﺑط اﻟﻣؤﻗﺗﺔ وﯾﺳﺎوي 75% ﻣن ﺣﻣل اﻟﺿﻣﺎن ﻟﻣﺎدة اﻟﺑرﻏﻲ.

اﻟﻣﻘدﻣﺔ تع د وصالت الربط من االجزاء المهمة في تجميع وتركيب الهياكل و المعدات والماكنات وغيرها , وتستخدم عادة البراغي , البرشام , اللحام او اللواصق في ربط اجزاء هذه الماكنات ووسائل النقل المختلفة والهياكل وأكثرها شيوعا واستخداما هي البراغي عندما يتطلب االمر فك االجزاء او الوصالت عند الصيانة من اجل التبديل او التنظيف وغيرها 1] [ .يوجد نوعان من وصالت الربط :الوصالت ا لدائمة مثل الوصالت باللحام والوصالت بالبرشام ومن الصعوبة فك اجزاء هذه الوصالت بعد اتمام ربطها , اما النوع الثاني فهي الوصالت المؤقتة كوصالت الربط بالبراغي , وباإلمكان فتح اجزاء هذه الوصلة بعد ربطها. ان وصالت الربط بالبراغي أكثر شيوعا في االستخدام , وتصنف وصالت الربط بالبراغي اعتمادا على اتجاه االحمال الخارجية او القوى المؤثرة في وصلة الربط , فإذا كان اتجاه القوى موازيا التجاه محور البراغي تكون وصلة الربط تحت تأثير قوى الشد وتسمى وصلة شد , أما اذا كان اتجاه القوى المؤثرة باتجاه عمودي على اتجاه محور البراغي فتكون وصلة الربط تحت تأثير قوى القص وتسمى وصلة قص وفي بعض الحاالت تكون وصالت الربط واقعة تحت تأثير قوى الشد والقص] 2 [. وهناك عدة عوامل تؤثر على وصالت الربط منها: الحمل االولي والحمل الخارجي او حمل التشغيل وسطح الفلكة ) washer ( , وسمك الشفة , ونوع معدن الشف ة والبراغي والفلكات ونوع اسنان البرغي , ونتيجة لتأثير تلك العوامل ولظروف التحميل العالية المختلفة وخاصة االحمال العالية ممكن للوصالت المثبتة بالبراغي ان تنفصل عن بعضها البعض. ولمنع او تقليل هذا التأثير يتم تسليط حمل اولي على البراغي والوصالت وذلك بشد البر اغي بعزم ذو قيمة معينة محسوبة مسبقا , وتكون هذه القيمة اكبر من قيمة الحمل الخارجي المسلط على وصلة الربط لضمان عدم انفصال القطع المرتبطة مع بعض , ويتم ذلك باستخدام اداة تسمى مقياس العزم ) Torque meter ( او أي وسيلة اخرى يمكن بواسطتها معرفة مقدار عزم الشد المس لط على البراغي . :1-1 اﻟﮭدف ﻣن اﻟﺑﺣث ان الهدف الرئيس من البحث هو دراسة تصرف وصلة ربط معدنية من مادة الفوالذ مشفهة تستخدم في الهياكل المعدنية , وأجزاء المكائن وغيرها , بحيث تكون تحت تأثير حمل الشد. وتتضمن هذه الدراسة معرفة توزيع االنفعاالت واالجهادات على مناطق مختلفة ومحددة من الوصلة وذلك باستخدام التقنية العملية )مجسات االنفعال( ومقارنتها بالطريقة النظرية ومعرفة تأثير هذه االحمال في تصرف هذه الوصلة وذلك بالقيام بإجراء المتغيرات وهي: مقدار الحمل المسبق على البراغي , و مساحة سطح الفلكة المستخدمة ) washer surface size ( ,ونوع مادة الفلكة ودراسة هذه المتغيرات وتأثيرها على مقدار االزاحة بين طرفي الوصلة عند تسليط احمال مختلفة, وتقارن النتائج العملية مع النتائج التحليلية باستخدام البرنامج ANSYS 12.1) ( , و يشمل التحليل أيضا ايجاد أفضل تصميم لوصلة ربط ببرغي وبحمل مس بق تعمل بشكل آمن تحت تأثير هذه العوامل ودراسة سلوك هذه الوصلة . ان سلوك وموثوقية وصالت الربط بالبراغي تتأثر وبشكل واضح بمستوى واستقرارية قوة التثبيت في وصلة الربط والتي تنتج عن التحكم بعزم الشد للحصول على الحمل المسبق المطلوب للبراغي , وان العالقة التي تربط العزم مع الشد تتأثر وبشكل واضح بعدد من العوامل , لذلك يجب ا ن يؤخذ بنظر االعتبار جميع العوامل التي تؤثر على مستوى واستقرار قوة تثبيت الوصلة , وأدناه بعض الدراسات العملية والنظرية التي درست هذه المؤثرات. قام الباحث ) Norman 2008 ( [3] بدراسة تأثير التحميل المسبق على سلوك وصلة ربط مشفهة وباستخدام تحليل العنصر المحدد , تتألف الوصلة من قطعتين مربوطة ببرغي واحد , شكل القطعة يشبه حرف L . تم تثبيت النهاية السفلى للوصلة وتسليط حمل شد متغير على النهاية الحرة . وقد وجد الباحثون ان زيادة عزم الحمل المسبق المسلط على البرغي يسبب نقصان في ازاحة النهاية الحرة التي تكون سببا في وصول البرغي الى نقطة الخضوع االولية . بينما كان تأثير زيادة الشد المسبق المسلط على البرغي اقل تأثيرا على قوة رد الفعل عند النهاية الثابتة للوصلة . وقد الحظ الباحث ) Saman 2001 (] 4 [ عند دراسته تأثير اهمية الحمل المسبق للبرغي على وصلة ربط عادية تتألف من قطعتين مربوطة ببرغي واحد , وتحت تأثير قوة شد خارجية بان تسليط حمل مسبق على البرغي بشكل صحيح مهم جدا للحصول على اداء عالي لوصلة الربط تحت تأثير االحمال الخارجية , وان معايرة الحمل المسبق للبرغي باستخدام عتلة الشد ) Torque Wrench ( طريقة غير موثوق فيها للحصول على حم ل شد مالئم , وكذلك فان شد البرغي الى نقطة الخضوع قد يسبب فشل الوصلة وان الحمل المسبق للبرغي الذي يصل الى قيمة % 65 من حمل الخضوع يكون كافيا ضد ارتخاء الوصلة . وقد أجريت تجربة من الباحث ) Hemmati 2008 ( [5] لحساب الحمل المسبق لوصلة ربط بسيطة مربوطة ببرغي واح د ومعرضة الى حمل الشد الخارجي وباستخدام عتلة الشد, فالحظ الباحث أن االنفعال أالنضغاطي الذي يمثل الحمل المسبق تزداد بزيادة العزم المسلط من قبل عتلة الشد , كما الحظ الباحث تأثير استخدام المواد المنزلقة الموضوعة على اسنان البرغي وأثرها في زيادة الحمل المسبق أل ن المادة المزلقة تسبب نقصان معامل

اﻟﺑزاز: اﻻﺳﺗﺟﺎﺑﺔ اﻟﮭﯾﮐﻟﯾﺔ ﻟوﺻﻟﺔ رﺑط ﻣﺷﻔﮭﺔ واﻟﻣرﺑوطﺔ ﺑﺎﻟﺑراﻏﻲ ﺗﺣت ﺗﺄﺛﯾر ﻋواﻣل ﻣﺗﻌددة 15 االحتكاك وبالتالي نقصانا في معامل العزم من 0.205 لألسنان الجافة الى 0.165 لألسنان المزلقة . اما الباحث ) Sayed 2006 (] 6 [ فقد قام بدراسة تأثير ثالث متغيرات غير بعدية في مقدار الخسارة في حمل التثبيت , لوصلة ربط تحت تأثير ح مل خارجي , المتغير االول يمثل نسبة صالبة الوصلة الى صالبة البرغي , والثانية نسبة الشد المسبق للبرغي الى قيمة اجهاد الخضوع عند الحدود المرنة للبرغي , والمتغير الثالث هو نسبة القوة الالزمة لفصل او فتح الوصلة الى القوة التي تسبب بدء انفتاح او انفصال الوصلة . ان تسليط حمل مسبق على البرغي أعلى من حد المرونة يسبب فقدان قوة التثبيت بين الوصلة بعد ازالة قوة الفصل ) الحمل الخارجي ( , وان مقدار الخسارة في قوة التثبيت للوصلة تتناسب عكسيا مع نسبة صالبة الوصلة الى صالبة البرغي , كما تتناسب طرديا مع قيمة قوة الفصل . ك ما درس الباحث ) Khashaba 2006 ( [7] تأثير عدة عوامل على وصالت ربط بالبراغي مصنوعة من االيبوكسي المقوى باأللياف ألزجاجية , ومن هذه العوامل المؤثرة هو عزم الشد للبرغي وقطر الفلكة, وقد أظهرت النتائج التجريبية ان العالقة بين الحمل واإلزاحة ) stiffness ( ت زداد مع نقصان قطر الفلكة عند تسليط عزم شد ثابت , وعلى الرغم من أن قوة التثبيت للوصلة عند قطر الفلكة االصغر تكون أعلى عند اختبارها عند نفس عزم الشد المسبق , ولكن مقاومة التحمل لقوة القص كان اقل مقدارا . اما الباحث ) (Norman2008 3] [ فقد قام بدراسة تأثير سطح التحميل للفلكة على سلوك وصلة الربط وباستخدام التحليل بالعنصر المحدد , وسطح التحميل للفلكة يمثل المساحة التي تؤثر فيها الفلكة على الوصلة وتقاس من حافة ثقب البرغي على الوصلة الى الخارج باتجاه الحافة الخارجية للفلكة , الحظ الباحث ان زيادة سطح التحميل للفلكة ع ند قيمة معينة من ازاحة النهاية الحرة يسبب زيادة واضحة في حمل البرغي وقوة رد الفعل عند النهاية الحرة , ان استجابة وصلة الربط تظهر حساسية واضحة تجاه تغير مساحة سطح التحميل للفلكة. 2: اﻟﺟﺎﻧب اﻟﻧظري يمكن ت سليط االحمال على وصالت الربط بعدة طرائق مختلفة , كل منها تسبب تأثيرات فردية في وصالت الربط , وهذه التأثيرات تنتج من طريقة تحميل هذه الوصالت , فضال عن كيفية استجابتها لهذه األحمال المختلفة التي تشمل الشد , والقص , واالنحناء . وإن نوع وصلة الربط بالبراغي تستمد ا سمها من نوع الحمل الخارجي المسلط على الوصلة , فوصلة الشد تتأثر باألحمال التي تحاول سحب أجزاء الوصلة , وأن جميع القوى المؤثرة في وصلة الربط وفي البراغي تكون موازية تقريبا لمحاور البراغي وتحاول سحب وفصل اجزاء الوصلة عن بعضها , وإن حمل الشد مهما كان صغيرا ف إنه سوف يزيد من الشد في البراغي ويخفف جزئيا من انضغاط وصلة الربط. لذلك فان تسليط عزم شد مناسب على البرغي ضروري جدا للوصول الى قوة التثبيت الكافية بين اجزاء الوصلة لمنع انفصالها عن بعض , وباإلمكان حساب عزم الشد او للبرغي من المعادلة االتية] [:8 ( ) حيث يمثل قطر البرغي االسمي , حمل التثبيت او الحمل المسبق للبرغي , معامل الصامولة , وتستخدم عادة قيمة في حالة استخدام براغي نظيفة وجافة] [.9 عند تسليط عزم شد على البرغي فان ذلك يؤدي الى انتشار االجهاد واالنفعال في البرغي وأجزاء وصلة الربط , وسيكون البرغي تحت تأثير اجهاد الشد بينما تكون اجزاء وصلة الربط والسيما القريبة من البرغي تحت تأثير اجهاد االنضغاط. ان اجهاد الشد المسبق بالبرغي ف يمثل بالمعادلة االتية 8] :[ ( ) أما إجهاد الشد الناشئ في البرغي عند تسليط الحمل الخارجي فيمثل بالمعادلة االتية 8] :[ ( )

حيث تمثل الحمل الخارجي المسلط على وصلة الربط , وتسمى ثابت الصالبة للوصلة, أما فتمثل مساحة مقطع البرغي المعرضة إلجهاد الشد أما إجهاد االنحناء الناشئ في البرغي 2] [ : ) ] ( [ ( ) حيث تمثل , :ابعادا على وصلة الربط, و : مساحة مقطع وصلة الربط وتساوي طول الوصلة في عرضها ، : نصف قطر الدوران لوصلة الربط وتساوي) 0.289d ,( حيث يمثل d طول الضلع االكبر لوصلة الربط , : طول قبضة البرغي لوصلة الربط , : طول االسنان المتشابكة للبرغي مع الصامولة , وعادة يساوي قطر البرغي االسمي , و : معامل المرونة للبرغي والوصلة على الترتيب, وتمثل : مساحة مقطع البرغي الثانوية . وبذلك سيكون االجهاد الكلي المسلط على جهة واحدة من البرغي يساوي مجموع إجهاد الحمل المسبق للبرغي والحمل الخارجي على الوصلة مضافا إليه إجهاد االنحناء ويمكن التعبير عنه بالم عادلة االتية: ) ] ( [ ( ) إن وصالت الربط المعرضة الى حمل خارجي على جهة واحدة من محور البرغي , كما هو الحال في هذا البحث أكثر تعقيدا من الوصالت المعرضة الى حمل مباشر على محور البرغي او عندما يكون الحمل على جهتي البرغي , وذلك بسبب تعرض الوصلة والبرغي الى احمال اضافية من أنواع ا خرى مثل حمل االنحناء , ولذلك يلجا الباحثون والمصممون عادة الى طريقة العن صر المحدد في ايجاد توزيع االجهادات والتعرف على سلوك وصالت الربط عند تعرضها لألحمال الالمركزية. ان نظرية العنصر المحدود لها سرعة عالية في الحل ألي منظومة معقدة لذلك فإن التوجه الحالي هو باتجاه استخدام هذه النظرية كأداة فعالة في التحليل الهيكلي وعليه فقد تم استخدام طريقة التحليل العددي وذلك باستخدام برنامج (ANSYS 12.1) كم ح ل ل لالجهادات على وصلة الربط ومقارنتها بالنتائج العملية التي تم الحصول عليها من مجسات االنفعال , ويعد برنامج (ANSYS) من البرامج الحاسوبية التي تستخدم لتحليل وتصميم اجزاء الهياكل للمكائن والمعدات المختلفة . 3 : اﻟﺟزء اﻟﻌﻣﻟﻲ :1-3 ﺗﮭﯾﺋﺔ اﻟﻧﻣﺎذج إن الوصلة المعدنية المستخدمة هي من الفوالذ الكربوني,هذه الوصلة تتألف من قطعتين متصلتين مع بعضهما بواسطة برغي واحد, كل قطعة على شكل حرف L وتتكون من شريحة مسطحة عمودية قياس) 180mmx80mm ( و سمك ) 12mm ( ملحومة مع شريحة افقية قياسها ) 110mmx80mm ( وسمك) 20mm و( بزاوية قائمة بطريقة اللحام الزاوي) fillet weld ( وتم عمل ثقب دائري للبرغي في القطعة ذات السمك 20mm وبقطر قياسي ) 17mm ( ثم صقل وتنعيم القطعة ومنطقة اللحام من اجل تهيئتها للصق المجسات كما في الشكل) a-1 (. تم استخدام براغي من نوع ) ISO Metric class 8.8 ( , ذوات رأس سداسي الشكل, سن خشن ) M16x2 ( , كما تم استخدام فلكات من مادتي الفوالذ والبراص , ذوات سمك ) 3mm ( والقطر الداخلي لكافة الفلكات قياسي ويساوي) 17mm (, اما القطر الخارجي فمتغير لثالثة مستويات ) 24 , 30 , 36mm ( لك ال النوعين . :2-3 ﻓﺣص اﻟﻧﻣﺎذج نظرا لصعوبة التحليل النظري للتعرف على سلوك وصلة الربط تحت تأثير عدد من العوامل فقد أ ص ب حت الطرائق التجريبية مهمة في ح ل هذه المشكلة. بعد تهيئة وصلة الربط ولصق مجسات االنفعال في اماكن محددة تم اختبار حمل الشد على وصلة الربط باستخدام البراغي والفلكات بأنواعها المختلفة وتحت تأثير ثالثة مستويات من حمل الشد االبتدائي للتعرف على تصرف وسلوك الوصلة حيث تم استخدام جهاز فحص الشد (WAW-1000 materials testing machine) سعة (1000 kN) في التجارب العملية لتسليط حمل الشد)أحادي المحو ر(على النهاية العليا للوصلة بينما

ما مقدار العزم المؤثر في صامولة

مفتاح الشد يتطلب شد برغي

لماذا نهمل القوى التي تؤثر في محور دوران الجسم

تناقص دوران المروحة في السؤال السابق

تصنف محركات السيارات وفق عزم الدوران الذي تنتجه

اديرت عجلة قيادة سيارة

اﻟﺑزاز: اﻻﺳﺗﺟﺎﺑﺔ اﻟﮭﯾﮐﻟﯾﺔ ﻟوﺻﻟﺔ رﺑط ﻣﺷﻔﮭﺔ واﻟﻣرﺑوطﺔ ﺑﺎﻟﺑراﻏﻲ ﺗﺣت ﺗﺄﺛﯾر ﻋواﻣل ﻣﺗﻌددة 17 تكون النهاية السفلى للوصلة مثبتة بواسطة ماسكة الجهاز السفلية وتم استخدام مقياس ازاحة رقمي) Digital dial gage ( لقياس الفجوة) gap ( الحاصلة بين شفتي الوصلة عند تسليط حمل الشد عليها كما مبين في الشكل ) b- (1 .استخدم ت مجسات االنفعال لقياس توزيع االنفعال على وصلة الربط , وربطت هذه المجسات على جهاز مؤشر االنفعال (Bridge Amplifier and Meter) من نوع ) BAM-1 ( إلظهار قيم االنفعاالت المقاسة. حيث تم ربط هذه المجسات على جهاز وحدة التحول والموازنة (Switch and Balance unit) من نوع (SB-1) والذي يحتوي على عشر قنوات وربط هذا الجهاز مع جهاز مؤشر االنفعال حسب ما هو موجود في الدليل. ربطت هذه المجسات بطريقة نظام ربع القنطرة,وبهذا يكون لدينا عشرة مجسات )ألن لدينا خمسة مجسات ثنائية متعامدة( مربوطة على جهاز وحدة التحول والموازنة.و قبل اخذ القراءات تم تصفير كل من قيمة الحمل )من جهاز الشد( وقيمة االزاحة والفجوة )من مقياس االزاحة الرقمي( وكذلك كل قيم االنفعاالت )من مجسات االنفعال(. و بعد عملية تصفير كل قيم االنفعاالت للمجسات الملصقة على وصلة الربط , تم استخدام جهاز الشد لتحميل الوصلة بب طء بزيادة طفيفة لقيمة الحمل المسلط . ثم يتم ايقاف حمل الشد عند قيمة محددة) 5,10,15,20,25 KN ( وتم تسجيل هذه القيمة من جهاز فحص الشد وكذلك قيمة االزاحة للوصلة من مقياس االزاحة الرقمي وقيمة الفجوة بين الشفتين وكذلك تسجيل قيم كل االنفعاالت من جهاز مؤشر االنفعال (BAM-1) . ان حمل الشد المسلط على وصلة الربط من قبل جهاز الشد يمثل الحمل الخارجي او الحمل التشغيلي للوصلة وان تأثير هذا الحمل مع حمل الشد االبتدائي الناتج عن عزم شد البرغي يجب ان يكون اقل من حمل الخضوع للوصلة لتالفي فشل الوصلة. الشكل) (1 :a- وصلة الربط وعليها خمسة مجسات ثنائية . b- جهاز الشد (WPW-1000 Tensile machine) استخدم في التجربة العملية لشد وصلة الربط . 4: اﻟﻧﺗﺎﺋﺞ واﻟﻣﻧﺎﻗﺷﺔ ان النتائج التي تم الحصول عليها من التجارب العملية التي أجريت خالل هذه الدراسة, وذلك عن طريق عرضها بشكل رسومات ومنحنيات بغية تسهيل دراستها وتحليلها كما س يتم مناقشة النتائج والتوصل إلى االستنتاجات النهائية بشأنها. ولفهم مايحدث لوصلة الربط تحت تأثير حمل شد خارجي , تم اعتماد مقدار اإلزاحة او الفجوة بين حافتي وصلة الربط , وكذلك توزيع االجهادات على سطح هذه الوصلة كمؤشر لما يحدث لها تحت تأثير عوامل متغيرة وهي, نوع مادة الفلكة , والقطر الخارجي الفلكة , وتغير عزم شد البر غي . لذلك تم إيجاد قيمة االجهاد الرئيس االقصى بالطريقة العملية وذلك بوضع عشرة مجسات انفعال وتم مقارنة هذه القيم مع النتائج التي حصلنا عليها من طريقة العنصر المحدود (F.E) وذلك باستخدام برنامج (ANSYS12.1) , حيث يقوم البرنامج بالحل بالتحليل العددي ويعرض توزيع االجهادات على وصلة الربط والبرغي على شكل ألوان مختلفة , يمثل كل لون مدى معينا من قيمة االجهاد تعرض الى جانب النموذج , وباإلمكان اختيار نوع االجهاد او التشوه الحاصل بالنموذج من جراء التحميل كما في الشكل ) (.2 a b

: ﺗﺄﺛﯾر ﻧوع ﻣﺎدة اﻟﻔﻟﮐﺔ ﻓﻲ وﺻﻟﺔ اﻟرﺑط تم فحص تأثير نوع مادة الفلكة في مايحدث لوصلة الربط باستخدام فلكات من مادة الفوالذ والبراص , ومن رسم العالقة بين الحمل الخارجي وإزاحة النهاية الحرة للوصلة عند حمل مسبق 164N.m وباستخدام فلكات ذوات اقطار مختلفة ومن مادتي الفوالذ والبراص وكما في الشكل) 3 (. حيث ن الحظ أن ازاحة النهاية الحرة لوصلة الربط تكون اقل في حالة استخدام فلكة من الفوالذ لكون صالدة الفوالذ اعلى من صالدة البراص وان تأثير الحمل المسبق و قوة التثبيت ألجزاء الوصلة يكون اكبر في حالة استخدام الفلكة الفوالذية بينما يتبدد جزء من الحمل المسبق نتيجة ا نضغاط الفلكة من مادة البراص , وتكون قوة التثبيت بين وصلة الربط اقل مما يسبب ازاحة اكبر لوصلة الربط . اما تأثير تغير نوع مادة الفلكة )فوالذ او براص( في توزيع االجهادات على وصلة الربط , ومن الشكل ) 4 ( الذي يمثل العالقة بين الحمل الخارجي واإلجهاد الرئيس االقصى الناشئ عند المجس 3,4 , وعند عزم الشد 164N.m , وباستخدام فلكات من الفوالذ والبراص , حيث ن الحظ ان اجهاد الضغط الناشئ في وصلة الربط يكون اقل في حالة استخدام الفلكة الفوالذية . وتظهر قيم االجهاد التحليلية من استخدام برنامج ANSYS كما في الشكل ) 5 ( نفس التأثير مع مالحظة ان قيم االجهاد التحليلية اقل من قيم االجهاد العملية وكما في الجدول) .(1 الجدول (1) : مقارنة بين القيم العملية والقيم التحليلية لإلجهاد الرئيس االقصى عند المجسات 5 و 6 , وعند عزم الشد 164N.m , وباستخدام فلكة قطر 30mm وبرغي سن خشن. Max. Principal stress, MPa Brass washer Steel washer (kN) 7.7 21.10 22.86 9.9 11.62 12.9 5 6.8 28.44 30.51 10.3 19.20 21.4 10 10.1 33.71 37.50 8.2 25.70 28.0 15 6.2 38.87 41.44 5.2 34.13 36.0 20 5.2 51.56 54.39 8.4 41.13 44.9 25 2-4 : ﺗﺄﺛﯾر اﻟﻘطر اﻟﺧﺎرﺟﻲ ﻟﻟﻔﻟﮐﺔ ﻓﻲ وﺻﻟﺔ اﻟرﺑط تم فحص تأثير تغيير القطر الخارجي للفلكة المستخدمة تحت رأس البرغي والصامولة فيما يحدث لوصلة الربط , حيث تم استخدام فلكات بأقطار 24mm , 30mm , 36mm , وتمثل الفلكة 30mm الحجم القياسي المستخدم عادة لوصلة الربط , ومن خالل نتائج الفحص ورسم المنحنيات التي تمثل العالقة بين ازاحة النهاية الحرة للوصلة مع حمل الشد الخارجي المسلط على وصلة الربط , ومن الشكل ) 3 ( ي الحظ ان ازاحة النهاية الحرة للوصلة تكون متقاربة واقل عند الفلكة 30mm و 36mm بينما تكون اكبر عند الفلكة 24mm ولكلتا المادتين , ألن نقصان قطر الفلكة يسبب زيادة في الصالبة الكلية للوصلة , ونقصانا في ثابت الصالبة, وبالتالي زيادة القوة او الحمل الكلي المسلط على ا جزاء وصلة الربط , والذي يسبب زيادة في ازاحة النهاية الحرة وإزاحة طرفي الوصلة عن بعضهما.اما تأثير تغير قطر الفلكة المستخدم تحت رأس البرغي والصامولة في توزيع االجهادات في وصلة الربط وفي مناطق وجود مجسات االنفعال , فيمكن التعرف عليه من خالل الشكل ) 4 ( , الذي يبين العالقة بين االجهاد الرئيس االقصى والحمل الخارجي عند المجسات 3,4 , مع عزم الشد 164N.m , حيث ن الحظ زيادة اجهاد االنضغاط مع زيادة قطر الفلكة لنفس مادة الفلكة المستخدمة . بينما ن الحظ عند موقع المجسات 5,6 زيادة في اجهاد الشد مع نقصان قطر الفلكة وكما في ال شكل ) 6 (, وتظهر قيم االجهاد التحليلية من استخدام برنامج ANSYS كما في الشكل ) 7 ( نفس التأثير مع مالحظة ان قيم االجهاد التحليلية اقل من قيم االجهاد العملية وكما في الجدول) .(2

اﻟﺑزاز: اﻻﺳﺗﺟﺎﺑﺔ اﻟﮭﯾﮐﻟﯾﺔ ﻟوﺻﻟﺔ رﺑط ﻣﺷﻔﮭﺔ واﻟﻣرﺑوطﺔ ﺑﺎﻟﺑراﻏﻲ ﺗﺣت ﺗﺄﺛﯾر ﻋواﻣل ﻣﺗﻌددة 19 الجدول (2) : مقارنة بين القيم العملية والقيم التحليلية لإلجهاد الرئيس االقصى عند المجسات 5,6 , وعند عزم الشد 164N.m , وباستخدام فلكة فوالذية وبرغي سن خشن . Max. Principal stress, MPa Washer dia.=36mm Washer dia.=30mm Washer dia.=24mm Dev. % Ansys Exp. Dev. % 36.0 6.3 28.06 29.95 20 4.2 32.69 34.12 5.9 41.13 44.9 9.7 31.82 35.24 25 :3-4 ﺗﺄﺛﯾر اﻟﺣﻣل اﻟﻣﺳﺑق ﻟﻟﺑرﻏﻲ ﻓﻲ وﺻﻟﺔ اﻟرﺑط تم فحص وصلة الربط على ثالثة مستويات من عزم شد أو الحمل المسبق على البرغي والذي يسبب قوة تثبيت اجزاء وصلة الربط وبنسبة 60% , 75% , 90% من حمل الضمان , وتمثل النسبة 75% القيمة القياسية للحمل المسبق لوصالت الربط المؤقتة , ومع تغير الحمل المسبق وتثبيت بقية المتغيرات تم رسم المخططات البيانية التي تمثل العالقة بين ازاحة طرفي وصلة الربط او الفجوة الحاصلة بين طرفي الوصلة مع زيادة الحمل الخارجي من الصفر الى 25KN , وكذلك العالق ة بين االجهاد الرئيس لوصلة الربط مع تغير الحمل الخارجي المسلط على النهاية الحرة للوصلة , في الشكل) 8 ( الذي يمثل العالقة بين الحمل الخارجي وإزاحة حافتي وصلة الربط عند الحمل المسبق وباستخدام فلكة فوالذية بقطر 30mm , حيث ن الحظ من المنحنيات زيادة االزاحة او الف جوة مع زيادة الحمل الخارجي , وان االزاحة تكون اعظم قيمة عند الحمل المسبق 131N.m , وتقل هذه القيمة مع زيادة الحمل المسبق لتصبح اقل قيمة عند الحمل المسبق 197N.m بسبب زيادة قوة التثبيت بين اجزاء وصلة الربط , اما تأثير الحمل المسبق للبرغي في توزيع االجهادات عل ى سطح وصلة الربط وحسب المناطق المحددة , في الحظ من الشكل) 9 ( الذي يمثل منحنيات العالقة بين الحمل الخارجي واإلجهاد الرئيس االقصى لوصلة الربط عند منطقة المجسات 3,4 , ان اكبر اجهاد انضغاطي يكون عند عزم شد للبرغي ) 197N.m ( , واصغر اجهاد يكون عند عزم الشد 164N.m , وتظهر قيم االجهاد التحليلية من استخدام برنامج ANSYS كما في الشكل ) 10 ( نفس التأثير مع مالحظة ان قيم االجهاد التحليلية اقل من قيم االجهاد العملية وكما في الجدول) .(3 الجدول (3) : مقارنة بين القيم العملية والقيم التحليلية لإلجهاد الرئيس االقصى عند المجسات 5 و 6 وباستخدام فلكة فوالذية وبرغي سن خشن. ومن خالل استعراض العوامل المؤثرة في وصلة الربط , يمكن استنتاج ان افضل تصميم لوصلة الربط تحت تأثير الحمل الخارجي تكون فيه الفجوة الحاصلة بين حافتي الوصلة اصغر ما يمكن , عند استخدام عزم شد )حمل مسبق( Max. Principal stress, MPa Preload=197N.m Preload=164N.m Preload=131N.m Dev. % Ansys Exp. Dev. % Ansys

للبرغي يعادل او اكبر من الحمل القياسي 164N.m , ومع استخدام فلكة فوالذية صلدة قطرها 30mm او 36mm , اما العوامل التي تسبب تلف وصلة الربط وعدم قدرتها على تحمل الحمل الخارجي وظهور اكبر فجوة بين حافتي الوصلة , فهي استخدام عزم شد للبرغي 131N.m اقل من عزم الشد القياسي , ألنه غير كاف لتثبيت اجزاء وصلة الربط مع بعضها وخص وصا مع استخدام فلكة لينة نسبيا من مادة البراص وعند اقل قطر للفلكة 24mm , ويبدو ان استخدام عزم الشد او الحمل المسبق 197N.m افضل من بقية العزوم ولكن في نفس الوقت زيادة الحمل المسبق للبرغي تقلل من مقاومة البرغي للحمل التشغيلي او الخارجي لذلك يكون استخدام الحمل المسبق 164N.m والذي يمثل عزم الشد القياسي المعمول به افضل من الجميع وكما في الشكل ) 11 (. الشكل ) 2 (: توزيع االجهادات على وصلة الربط والبرغي, وباستخدام برنامج ANSYS , وي الحظ وجود الفجوة بين حافتي وصلة الربط تحت تأثير حمل شد 25KN . ا لشكل ) 3 (: الحمل الخارجي مع ازاحة النهاية الحرة عند تغير مادة وقطر الفلكات , وعند عزم الشد 164N.m 0 5 10 15 20 25 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 E xtern al Load , K N End Displacement, mm Steel washer, 30mm Steel washer, 36mm Brass washer, 36mm Brass washer, 30mm Steel washer, 24mm Brass washer, 24mm الفجوة gap

Page 9

اﻟﺑزاز: اﻻﺳﺗﺟﺎﺑﺔ اﻟﮭﯾﮐﻟﯾﺔ ﻟوﺻﻟﺔ رﺑط ﻣﺷﻔﮭﺔ واﻟﻣرﺑوطﺔ ﺑﺎﻟﺑراﻏﻲ ﺗﺣت ﺗﺄﺛﯾر ﻋواﻣل ﻣﺗﻌددة 21 0 10 20 30 40 50 60 0 5 10 15 20 25 30 M ax.P rin cip al S tress,M P a External Load, KN Brass washer,24mm Brass washer,30mm Steel washer,24mm Steel washer,30mm الشكل ) 4 ( : العالقة بين الحمل الخارجي وتوزيع االجهاد على وصلة الربط , للمجسات 3,4 عند تغير مادة وقطر الفلكة , وعند عزم الشد 164N.m . الشكل ) 5 (: تأثير تغير نوع مادة الفلكة في توزيع االجهادات على وصلة الربط وباستخدام برنامج ANSYS ,a : فلكة من البراص , b : فلكة من الفوالذ b -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 0 5 10 15 20 25 30 M ax. P rin cip al S tress, M P a External Load, KN Brass washer,36mm Steel washer,36mm Brass washer,30mm Steel washer,30mm Steel washer,24mm Brass washer,24mm

الشكل ) 6 ( : العالقة بين الحمل الخارجي وتوزيع االجهاد على وصلة الربط , للمجسات 5,6 عند تغير مادة وقطر الفلكة , وعند عزم الشد 164N.m . الشكل ) 7 (: تأثير تغير القطر الخارجي للفلكة في توزيع االجهادات على وصلة الربط باستخدام برنامج ANSYS , قطر الفلكة: a: 24mm ,b : 30mm , C: 36mm الشكل ) 8 (: الحمل الخارجي مع ازاحة حافتي وصلة الربط عند تغير عزم الشد وخطوة البرغي وباستخدام فلكة فوالذ قطر 30mm . 0 5 10 15 20 25 30 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 E xtern al L oad , K N Gap opening, mm preload=197N.m preload=164N.m preload=131N.m a b c gap

اﻟﺑزاز: اﻻﺳﺗﺟﺎﺑﺔ اﻟﮭﯾﮐﻟﯾﺔ ﻟوﺻﻟﺔ رﺑط ﻣﺷﻔﮭﺔ واﻟﻣرﺑوطﺔ ﺑﺎﻟﺑراﻏﻲ ﺗﺣت ﺗﺄﺛﯾر ﻋواﻣل ﻣﺗﻌددة 23 الشكل ) 9 ( : العالقة بين الحمل الخارجي وتوزيع االجهاد على وصلة الربط , للمجسات 3,4 عند تغير عزم الشد, وباستخدام فلكة فوالذية قطرها 30mm . الشكل ) 10 (: تأثير تغير الحمل المسبق للبرغي في توزيع االجهادات على وصلة الربط باستخدام برنامج ANSYS ,a: 131N.m , b: 164N.m , C: 197N.m . -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 0 5 10 15 20 25 30 M ax.P rin cip al stress, M P a External Load, KN Preload=164N.m Preload=131N.m Preload=197N.m a b c

الشكل ) 11 (: الحمل الخارجي مع الفجوة بين حافتي وصلة الربط , تحت تأثير عوامل متعددة. 5: اﻻﺳﺗﻧﺗﺎﺟﺎت بعد إجراء هذه الدراسة ومناقشة النتائج العملية والتحليلية ال مستخرجة منها , يمكن الخروج باالستنتاجات اآلتية: 1 – نقصان الفجوة بين طرفي وصلة الربط وإزاحة النهاية الحرة لها مع تزايد قطر الفلكة الخارجي ويكون متقاربا عند القطر (30,36mm) , وكذلك يزداد اجهاد االنضغاط على وصلة ا لربط مع تزايد قطر الفلكة بسبب زيادة توزيع قوة التثبيت بين الوصلة. -2 تكون الفجوة بين طرفي وصلة الربط وإزاحة النهاية الحرة لها وكذلك االجهادات على وصلة الربط اقل عند استخدام الفلكة الفوالذية , ألنها تعمل على توزيع قوة االنضغاط وقوة التثبيت بشكل كامل بين اجز اء وصلة الربط عند شد البرغي ألن صال دته اعلى من صالدة فلكة البراص. -3 استخدام عزم الشد او الحمل المسبق 197N.m افضل من بقية العزوم ولكن في نفس الوقت زيادة الحمل المسبق للبرغي تقلل من مقاومة البرغي للحمل التشغيلي او الخارجي لذلك يكون استخدام الحمل المسبق 164N.m والذي يمثل عزم الشد الق ياسي المعمول به افضل من الجميع. -4 اظهرت التجربة العملية عند شد البرغي بعزم 131N.m واستخدام فلكة ذات قطر 24mm لكال النوعين )الفوالذ و البراص( فقدان وصلة الربط لقوة التثبيت بين اجزائها بعد ازالة الحمل الخارجي عليه , لذلك يوصى ب عدم استخدام عزم شد للبرغي اقل من العزم القياسي) 164N.m (. -5 اظهرت مقارنة النتائج العملية مع النتائج التحليلية , باستخدام تقنية التحليل بالعنصر المحدد وبرنامج ) ANSYS ( مطابقة ل لنتائج وبفرق اقل من 10% بالنسبة للنتائج التحليلية وهي نسبة جيدة ومقبولة. -6 اظهرت نت ائج هذا البحث ومن خالل ماورد اعاله أن أفضل وصلة ربط بالبراغي يمكنها مقاومة الحمل الخارجي او التشغيلي بشكل جيد وآمن عند استخدام عزم شد البرغي 164N.m مع فلكة فوالذية قطر

اﻟﺑزاز: اﻻﺳﺗﺟﺎﺑﺔ اﻟﮭﯾﮐﻟﯾﺔ ﻟوﺻﻟﺔ رﺑط ﻣﺷﻔﮭﺔ واﻟﻣرﺑوطﺔ ﺑﺎﻟﺑراﻏﻲ ﺗﺣت ﺗﺄﺛﯾر ﻋواﻣل ﻣﺗﻌددة 25 4- Saman Fernando., "