The Institute of Failure Analysis



התהפכות נתמך רכינה

מודל ממוחשב של אמבטיית הרכינה
אמבטיית רכינה מיועדת להעברה של אגרגטים וחול. האמבטיה נגררת ע"י משאית על גבי מרכב. הרמת האמבטיה מתבצעת באמצעות בוכנת הרמה הבנויה מ- 5 מפרקים טלסקופיים. במהלך הרמת האמבטיה לצורך פריקת מטען נטתה האמבטיה הצידה והתהפכה עם המרכב.
לצורך ניתוח אירוע התהפחות בוצעה אנליזת חוזק של המרכב שנועדה לבדוק –
א. את מידת היציבות של הכלי
ב. את רגישותו בתנאי תפעול לתזוזת מרכז הכובד ו/או שיפועי הקרקע.
לצורך ביצוע האנליזה נבנה מודל אלמנטים סופיים של המרכב ובוצעה אנליזה סטטית ליניארית תוך שינוי מרכז הכובד של המטען.
העומס שהופעל על המודל באנליזה הוא משקל המטען המותר השווה ל- 40 טון. הוא הופעל באמצעות כוח הפועל במרכז הכובד של האמבטיה. במהלך האנליזה הורצו מספר הרצות תוך שינוי המיקום הרוחבי של מרכז הכובד, על מנת לקבוע מתי מאבד הכלי את יציבותו. כמו כן הוזנו הנתונים של מידות המודל , תנאי השפה ותכונות החומר.
תוצאות האנליזה קובעות כי מכלול האמבטיה והמרכב אכן רגישים לשינויים במיקום מרכז הכובד, כך שבתנאי תפעול רגילים הכלי אכן יאבד את יציבותו ואף יתהפך.

  Back To Top

קריסת פיגומי נשיאה – גשר שפירים

מערך הפיגומים ובסמוך לו הקורה שקרסה
בתאריך 16.3.94 בשעה 7:30 בבוקר בעת שהתחבורה זרמה מתחת לגשר, נפלה קורת הגשר המזרחית ארצה וכתוצאה מכך אירע אסון ונהרגו 3 אנשים. בעת האירוע עסק מנוף בהנחת לוחות בטון על גבי קורת הבטון כדי לכסותה ממעל. המנוף הספיק לכסות 10% מחלקה הצפוני של הקורה, בעת שהקורה צנחה מטה.
קורת הגשר עשויה בטון דרוך המכיל שלוש קורות משנה והיא נשענה בעת הנחת הלוחות עליה על-גבי שני קבוצות של פיגומים משני עברי הכביש (קבוצה צפונית ודרומית).
סקירת הנזק לפיגומים מצאה כי:
א. הקבוצה הצפונית נפלה בשלמותה במגמה צפונה מבלי שחל עיוות או פיתול של הקורות והמסגרות. בתמיכות העליונות של קבוצה זו לא נמצאו שברים או סדקים. בתמיכות הבסיס של קבוצה זו נמצאו 4 מוקדים של שבר או סידוק. תמיכות אלו נעקרו ממקומם. בבדיקת משטחי השבר של סדקים שנפתחו נמצא כי כ- 40% ממשטח הסדק בהיר ומבריק שמאפיין שבר טרי, והשאר חום חלודה. בתוך התמיכות השבורות נראו משקעי חלודה. כמו כן בבסיסי תמיכות שנעקרו ממושבן, נמצאו עדויות לנוכחות סדקים מוקדמים בטרם אירוע הנפילה. בבדיקה באמצעות מיקרוסקופיה אלקטרונית וחתך מטלוגרפי נמצא כי מנגנון הסידוק של התמיכות השבורות הנו קורוזיה!!
ב. בקבוצה הדרומית הקורות והמסגרות עוותו לחלוטין, ומגמת הנפילה שלהן גם היא בכיוון צפון. חלק מהמסגרות המעוותות וחלק מהמוטות פילחו את מסילות הפלדה הנושאות את קורת הבטון של הגשר. מתחת לקבוצה זו נמצאו גדמים של עמודי תמיכה, ובסיסים חסרי עמוד. ככלל, קורות קבוצה זו היו נתונים לדפורמציה (שינויי צורה) קשה המאפיינת קריסה. מאחר ואיזור זה נשא את קורת הגשר שנפלה הוא הוטרח לכוחות לחיצה שגרמו לעיוות מוטות הקבוצה. בבדיקה באמצעות מיקרוסקופ אלקטרוני נמצא כי התמיכות והבסיסים השבורים כולם, ללא יוצא מהכלל, נשברו בעומס יתר. ההבדלים בינהם היו בעיקר בשיעור גודל הסדק הראשוני (3% עד 5% משטח השבר בצד זה).
מן הממצאים למדנו כי העדר עיוותים במסגרות ובתמיכות של הקבוצה הצפונית מוציאים מכלל אפשרות מצב של קריסה אנכית של הפיגומים וחשד כי עקב כך צנחה קורת הבטון. האוריינטציה הכללית של הנזק מלמדת על פעולה דינמית של הקורה כלפי הפיגומים שיצרה כוח אופקי. ראוי להבהיר כי הפיגומים מסוגלים לשאת עומס גבוה ובלבד שעומס זה יהיה אנכי. כל רכיב עומס אופקי יגרום לכשל במערכת הפיגומים. מן האמור ברור כי גורם חיצוני, כמו שינוי מרכז הכובד של קורת הבטון גרם לשינוי פילוג המאמצים שראו פיגומי הנשיאה. הגורם הקרוב הנו, לפיכך הנחת לוחות הבטון באופן בלתי אחיד, מצידה האחד של הקורה, אשר גרמה ליצירת "בטן". זו הכניסה מאמצים אופקיים במגמה צפונה שדחפה את הפיגומים בכיוון זה.



  Back To Top

האם לפסול את משאבת הבטון עקב התהפכותה?

מודל זרוע המשאבה ב - ™ADAMS
במהלך נסיעה בלתי מבוקרת לאחור התהפכה משאבת בטון הצידה וזרוע החלוקה נפגעה במספר מוקדים. קריטריוני הפסילה של הזרוע
אשר יקבעו את העומסים הצידיים הבלתי רצויים המותרים- לא נמסרו על-ידי היצרן מסיבות מובנות.
לפיכך, בוצעו מדידות גיאומטריות מקיפות של כל אחת מקורות זרוע המשאבה. מודל מתאים נבנה באמצעות תוכנת ™ADAMS הכולל את הקורות (באמצעות אלמנטי מסה) ואת הבוכנות (באמצעות אלמנטי שיכוך וקפיץ).
הזזה איטרטיבית של אלמנטי המסה איפשרה שחזור מצב העיוות הגיאומטרי של קורות הזרוע ובחינת הכוחות הנוצרים עליה במהלך תנאי עבודה רגילים. מהחישוב נמצא כי כתוצאה מהתאונה נוצרה עליה מזערית של כ- 3% ! בכוחות הקבועים שפועלים על הזרוע. עליה זו איננה משמעותית ביחס לתכונות המכניות של הזרוע ועל-כןלא נדרש תיקון מבני אלא רק ורק קוסמטי. התביעה אשר עמדה על סך – 200,000 $ (משאבה חדשה) הצטמצמה לכדי- 15,000 $ בלבד.

  Back To Top

עמידות למכה של אריזה לציוד אלקטרוני.

מודל המארז ב- ™ANSYS
ציוד אלקטרוני מתוחכם נפגע קטסטרופלית במהלך הובלתו מחו"ל. נטען כנגד היצרן המתכנן שהאריזה והמיגון הקיימים בלתי- מספיקים ולפיכך הפגיעה היתה חמורה במיוחד. מודל של מארז הציוד האלקטרוני
הנתון באריזת קרטון נבנה באמצעות תוכנת ™ANSYS ובאמצעותו חושבו הכוחות שיגרמו לנזק שנצפה. בנקודה הספציפית שבה נפגע המארז חושב ערך של 820 ק"ג. מודל נוסף, דומה, של המארז אשר נתון בפוליאורתן מוקצף נבנה אף הוא במחשב. ראוי לציין כאן כי יכולתו של הפוליאורתן המוקצף לספוג אנרגיה היא המכסימלית מבין חומרי האריזה הרכים. על המודל השני הופעל הכוח של 820 ק"ג והתוצאה שהתקבלה מראה כי גם כאן ניזוק הציוד האלקטרוני לחלוטין. כלומר, בנסיבות בהן פעל כוח בערך של 820 ק"ג או גבוה ממנו כל אריזה מקובלת וסבירה של ציוד אלקטרוני לא היתה משמשת כמגן והציוד היה ניזוק.
ברור מכך, שלא סוג המארז אחראי לכשל אלא העובדה כי המוצר נפל מגובה כה רב עד כי כל מארז רך לא היה מספק הגנה מספקת.

  Back To Top

    1  
 
ראשי | פרופיל | דוגמאות משולחן העבודה | נזקים בכלי רכב | מנהל המכון ופרסומים | שרותים | משוב

Ruppin Collage Campus, Emek Hefer, 40250 Israel
Tel: 972-9-8988491 Fax: 972-9-8988129
info@ifaisrael.com