تقنية مبتكرة للتحكم في اهتزاز الآلات

لفترات طويلة، حاول الباحثون التوصل إلى حل يمنع الآلات والأجهزة من الاهتزاز في أثناء التشغيل، وهو ما تمكن منه مؤخرًا فريق من الباحثين بجامعة الشارقة الإماراتية بالتعاون مع معهد روركيلا الوطني للتكنولوجيا، وجامعة الملك فهد في المملكة العربية السعودية.

ووفق الدراسة التي نشرتها دورية "ساينتفك ريبورتس" (Scientific Reports)، فإن "الهيكل المبتكر يتميز بقدرة كبيرة على التحكم في الاهتزازات، خاصةً في الترددات المنخفضة، ويجمع بين الصلابة العالية في تحمُّل الأحمال والمرونة في امتصاص الاهتزازات".

ويمكن لهذا الهيكل -أيضًا- امتصاص وتقليل اهتزازات الأدوات الهندسية والميكانيكية بشكل أكثر فاعليةً من الأنظمة التقليدية المستخدمة لاحتواء اهتزاز الآلات والأجهزة في مختلف الصناعات، ويمكنه تحقيق استقرار غير مسبوق للمعدات الحساسة في مجالات مثل الفضاء والتصوير الطبي.

يقول موسى لبلوبة -أستاذ الهندسة المدنية والبيئية بجامعة الشارقة، والمؤلف المشارك في الدراسة- لـ"نيتشر ميدل إيست": "الهيكل الذي صممناه فريد من نوعه؛ لأنه يجمع بين نوعين من المواد، أحدهما ينحني بسهولة (الصلابة السلبية) والآخر يقاوم الانحناء (الصلابة الإيجابية)، وتعمل هذه المواد معًا  لخلق سلوك خاص، يُمكِّن الهيكل من دعم الأحمال الثقيلة بينما يظل غير متأثر تقريبًا بالاهتزازات الصغيرة".

من جهته، يقول سراجان دليلة، الباحث في قسم الهندسة الميكانيكية بمعهد روركيلا الوطني للتكنولوجيا، والمؤلف الرئيسي للدراسة: يقدم بحثنا حلًّا عمليًّا لمشكلة مثلت تحديًا للمهندسين لعقود من الزمن، إن قدرة هذا الهيكل على الحفاظ على الاستقرار مع تقليل الاهتزازات تفتح إمكانيات جديدة لحماية المعدات الحساسة في مختلف الصناعات.

يضيف "دليلة" في بيان صحفي حصلت "نيتشر ميدل إيست" على نسخة منه: اختبرنا الهيكل من خلال المحاكاة الحاسوبية وتجارب الحياة الواقعية، وأكدت النتائج أنه يمكن تقليل الاهتزازات بشكل فعال، خاصةً عند الترددات المنخفضة، ما يعني أنه يمكن استخدامه في مجالات مختلفة -مثل الفضاء الجوي والتصوير الطبي والأدوات الدقيقة- لحماية المعدات الحساسة من الاهتزازات وتحسين أدائها.

ويمكن للهيكل المبتكر "تخفيف الاهتزازات الناتجة عن الوصول إلى التلسكوبات، وتحديد موضع حوامل التلسكوبات عند تطبيقه في الأنظمة البصرية"، وفق "دليلة".

وفيما يتعلق بأجهزة التصوير الطبي، أوضح الباحثون أن "الهيكل الجديد يوفر بيئة مستقرة لأجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي لإنتاج صور عالية الجودة، وفي المجاهر عالية الدقة لضمان تصوير مستقر".

ويشير الباحثون إلى أن "الهيكل يساعد -أيضًا- في أنظمة تصنيع أشباه الموصلات لأن بإمكانه عزل المعدات الحساسة والحفاظ على الاستقرار اللازم، كما يمكن استخدامه في مجال الأدوات الدقيقة والمختبرات من خلال الحفاظ على الاستقرار المطلوب للحصول على نتائج دقيقة".

يقول "لبلوبة": يساعد هذا الابتكار على تحسين أداء وعمر الأدوات الدقيقة والأجهزة الطبية ومعدات الطيران وغيرها، مما يجعل هذه الأجهزة أكثر موثوقيةً وكفاءة.

ويتابع: يمكن تعديل تصميم الهيكل اعتمادًا على الحمل الذي يحتاج إلى دعمه، مما يجعله متعدد الاستخدامات، لقد أظهرت تجاربنا أنه يحافظ على قدرته في التحكم في الاهتزازات حتى مع تغير الظروف المحيطة.

اشترك للحصول على النشرة الإلكترونية المحدّثة كل أسبوعين لكي تبقى على اطلاع بكافة المستجدات على الموقع.