إن دفات الدفة هي مكونات هامة في تصنيع السفينة، وترتبط مزايا أدائها أو نقصها ارتباطا مباشرا بسلامة السفينة وعمرها النافع. ويجري على نطاق واسع استخدام التحليل الوصفي المحدود كأسلوب تحليل هندسي فعّال، في تصميم وتحسين طوافات الدفة المستخدمة في السفن. ستبحث هذه الورقة بالتفصيل التحليل الكمي والتطبيق المحددين لدات الدفة.
والتحاليل الوصفية المحدودة (FINIELEMENANALysis، FEA) هي طريقة للتحليل العددي لتحديد خصائص النظام بأكمله من خلال تشتيت الهياكل أو النظم المعقدة إلى عدد محدود من الوحدات البسيطة، ووضع نماذج رياضية لتحليل كل وحدة على حدة وتجميعها في نهاية المطاف. ويتيح هذا النهج محاكاة وتحليل ظواهر فيزيائية معقدة وتقديم نتائج رقمية مرئية ودقيقة.
تحليل حدودي لدات الدفة
وضع النموذج: وضع نموذج هندسي ثلاثي الأبعاد مناظر يستند إلى الهيكل والشكل الفعليين لدات الدفة. وينبغي للنموذج أن يعكس خصائص وتفاصيل الهيكل الحقيقي بأكبر قدر ممكن من الدقة.
خصائص المواد: إعطاء الخواص المادية الصحيحة للنموذج، بما في ذلك المقياس المرن للمواد، البارامترات الفيزيائية الأساسية مثل بواسون والكثافة، والسلوك غير الخطي المحتمل (مثل اللدائن، تصلب الإجهاد، وما إلى ذلك).
ظروف الحدود وحمولتها: وضع ظروف الحدود المناسبة للنموذج، مثل ضبط التثبيت أو الإزاحة، وما إلى ذلك، حسب الظروف الفعلية. وفي الوقت نفسه، تُفرض حمولات تتناسب مع الظروف الفعلية، مثل عزم الدفة أو الأمواج، وما إلى ذلك.
تقسيم الشبكات: تقسيم النموذج إلى عدد محدود من الوحدات (الشبكة)، وينبغي اختيار نوع الوحدة وحجمها مع مراعاة دقة الحساب وكفاءته.
الحل وإعادة المعالجة: حساب الحل باستخدام برامجيات التحليل الوصفي المحدودة للحصول على نتائج الإجهاد، الاستجابة، وما إلى ذلك، فيما يتعلق بالعقود والوحدات. وتتيح مرحلة ما بعد المعالجة تصوير النتائج وتحليلها وترقيتها إلى المستوى الأمثل.
تطبيق التحليل الكمي في طبعات الدفة
تقييم القوة الهيكلية: من خلال التحليل الوصفي المحدود، يمكن تقييم القوة الهيكلية لمكونات الدفة في ظروف مختلفة. ويمكن استخدام نتائج التحليل لتوجيه التصميم إلى المستوى الأمثل وتحسين سلامة المنتج.
إسقاطات عمر التعب: باستخدام التحليل الوصفي المحدود، يمكن محاكاة سلوك التعب في دفات الدفة تحت الحمولات التداخلية والتنبؤ بفترات التعب. وقد ساعد ذلك على وضع خطة معقولة للصيانة والإصلاح.
الاستخدام الأمثل للتصميم: من خلال تحليل وصفي محدود، يمكن تحقيق المستوى الأمثل في تصميم وحدات الدفة. وبمقارنة وتحليل مختلف التصميمات، يمكن تحديد أفضل التصميمات لتحسين أداء المنتجات وخفض التكاليف.
تشخيص الأعطال وإصلاحها: يمكن تحديد أسباب الأعطال ومواقعها من خلال تحليل حدودي في الحالات التي تتعطل فيها أو تتعطل فيها دفة السفينة. وقد ساعد ذلك على وضع برامج فعالة للإصلاح وتدابير وقائية.
ولللتحليل البصري المحدود قيمة تطبيقية واسعة النطاق فيما يتعلق بتصميم طوافات الدفة المستخدمة في السفن، والارتقاء بمستواها الأمثل، وتشخيص الأعطال، وما إلى ذلك. ومن خلال التحليل الوصفي المحدود، يمكن الحصول على فهم أفضل لخصائص الديناميكية وخصائص الأداء في الدفات الدفة المستخدمة في السفن، مما يوفر أساسا علميا لتحسين وتحسين المنتجات. وفي المستقبل، ومع تطور تكنولوجيا الحاسوب ونظرية القيم المحدودة، سيزداد تطبيق التحليل الكمي في طبعات الدفة البحرية عمقا واتساعا. وستتواصل تطوير منهجية التحليل الوصفي المحدودة العالية الدقة والكفاءة، مما سيتيح محاكاة ظروف العمل الأكثر تعقيدا وعملية. وفي الوقت نفسه، وبالاقتران مع الأساليب الهندسية المتقدمة الأخرى وتكنولوجيات الذكاء الاصطناعي، سيتواصل توسيع نطاق تطبيق التحليل الوصفي المحدود، مما سيوفر دعما أكثر شمولا وأذكيا لتصميم وصنع وحدات الدفة.
