في عام 2011 ، تحطمت واحدة من أكثر المركبات الجوية غير المأهولة تقدمًا في أمريكا. في عام 2013 ، أسفر حادث قطار في باريس عن مقتل سبعة. وفي عام 2016 ، خرج قطار يونيون باسيفيك عن مساره في موزير بولاية أوريغون ، مما أدى إلى انسكاب 42,000 جالون من النفط الخام.
سيستخدم Keegan Moore ، الأستاذ المساعد في الهندسة الميكانيكية وهندسة المواد ، كاميرات عالية السرعة لالتقاط ظروف التلامس للواجهة - الأسطح التي تتماسك بها البراغي. رصيد الصورة: كريج تشاندلر | الاتصال الجامعي والتسويق
هذه مجرد ثلاثة أمثلة دراماتيكية حول كيف يمكن لواحدة من أكثر الظواهر المربكة وغير المفهومة للميكانيكا الأساسية - وهي فك البراغي بمرور الوقت - أن تسبب الفوضى. يدرس كيجان مور من جامعة نبراسكا - لينكولن كيف يحدث ذلك وكيف يمكن منعه من خلال منحة قدرها 727,410 دولارًا أمريكيًا لمدة خمس سنوات من برنامج التطوير الوظيفي المبكر لأعضاء هيئة التدريس التابع لمؤسسة العلوم الوطنية.
"البراغي المفكوكة ليست مسؤولة فقط عن الكوارث البارزة ؛ قال مور ، الأستاذ المساعد في الهندسة الميكانيكية وهندسة المواد: "إنهم يشكلون تهديدًا في الحياة اليومية ، من معدات الملاعب والسيارات إلى عمليات الزرع الطبية الحيوية وتلسكوب جيمس ويب الفضائي".
قال مور إنه على الرغم من وجود البراغي والمسامير في كل مكان في البنية التحتية من جميع الأنواع ، لا يُفهم الكثير عن كيفية تأثير ديناميكيات الهيكل على فكها أثناء التشغيل العادي.
قال مور: "تمت دراسة الترباس وتخفيف المفاصل منذ الثورة الصناعية لأنها كانت مشكلة منذ ذلك الحين".
إنه يأمل أن يجيب بحثه على بعض هذه الأسئلة. سيركز على التخفيف الدوراني ، والذي يحدث بسبب الاهتزازات في الهياكل.
تعتبر غسالات القفل هي الطريقة الأكثر شيوعًا المستخدمة لمنع ارتخاء البراغي ، ولكنها في كثير من الحالات غير فعالة أو حتى تزيد من معدل الفك. يبدو أن الطرق الأخرى ، بما في ذلك صواميل عزم الدوران واستخدام صامولتين على مسمار ، في أحسن الأحوال تؤخر ، لا تمنع ، وترخي.
سيقيس مشروع مور ظروف التلامس للواجهة - الأسطح التي يربطها الترباس معًا - باستخدام كاميرات رقمية عالية السرعة فيلم بآلاف الإطارات في الثانية. إنه يعتقد أن السلالات المقاسة حول رأس الترباس أو الصمولة يمكن تعيينها لظروف التلامس داخل الواجهة حول فتحة الترباس. كما أنه سينتج أطرًا للنمذجة لإعادة إنتاج ديناميكيات الفك وتحديد كيفية تأثير ديناميكيات الهيكل على فك البراغي.
قال مور: "نأمل أن يمنحنا هذا نافذة جديدة لما يحدث في الواجهة التي لم تكن لدينا من قبل ، وسنكون قادرين على قياس كيف يتغير ذلك الديناميكيات مع ارتخاء الترباس ومع اهتزاز الهيكل".
يتمثل أحد التحديات الرئيسية في فهم كيف يمكن أن يكون لمسامير فك واحدة تأثير في مكان آخر في الهيكل.
وقال: "التغييرات في برغي واحد يمكن أن تسبب تغييرات جذرية في مكان آخر ... ليس فقط الفشل ولكن التغييرات في العملية".
يعد فك البراغي أحد جوانب البنية التحتية القديمة في أمريكا. وهو يأمل أن يؤدي بحثه إلى صيانة تنبؤية تركز على مناطق مشكلة محتملة محددة ، وهي أكثر كفاءة من محاولة مراقبة جميع البراغي.
كما هو الحال مع جميع CAREER المنح ، يتضمن مور مكونًا تعليميًا. يخطط لـ "تحفيز" الدورات الديناميكية الحالية في الهندسة الميكانيكية من خلال تطوير التعلم التعاوني ، وليس التنافسي ، القائم على الألعاب وإنشاء مختبر ديناميكيات الواقع الافتراضي "لتوليد الإثارة والفضول في الفصل الدراسي وتحويل تبادل الأفكار". كما يخطط لإنشاء دورة جديدة للخريجين في التعلم القائم على الألعاب.
NSF CAREER تدعم الجوائز أعضاء هيئة التدريس في فترة ما قبل المنصب الذين يجسدون دور المعلمين والعلماء من خلال البحث المتميز والتعليم الممتاز والتكامل بين التعليم والبحث.
المصدر جامعة نبراسكا لنكولن
