علم الاهتزازات الميكانيكية

[night fury]

يبحث فـي كل ما تتعرض له الأجسـام المرنة تحت تأثير القوى المسببة للحركة الاهتزازية والتـي تنشـأ من عدم اتزان الكتل المتحـركة حركة دورانيـة أو ترددية , ويعتبر هذا العلم أيضاً من أهم مجالات الدراسة في الفيزياء لان كل الأنظمة الفيزيائية في الطبيعة قادرة على القيام بحركات اهتزازية بشكل أو بأخر حيث أن الصوت والضوء ، ما هما إلا حركتان اهتزازيتان , وإذا تعرض جسم ما إلى تأثير قوة خارجية مثل الرياح أو خلافه وجعلته يهتز بدرجة تردد تتوافق مع تردد الجسم ذاته فيؤدي ذلك إلى اهتزازاته باهتزازات ذات أتساع كبير والتي تجعله ينهار مثل [ كوبري تاكوما ] الشهير بولاية اوريجون بالولايات المتحدة والذي تعرض لرياح أحدثت به اهتزازات ذات تردد متوافق مع تردد الكوبري الطبيعي والذي أدى إلى اهتزازه بدرجة كبيرة جداً مما أدى إلى انهياره بالرغم من جودة تصميمه وتنفيذه من الناحية الهندسية وذلك لعدم أخذ حركته الاهتزازية في الحسابات التصميمية .
أمــا بالنسبة للأعمدة الدورانية فقد تحدث انحرافات كبيرة عند سرعات عالية وهي السرعات الحرجة " Critical Speeds " نتيجة تأثير قوى غير متزنة مهما كانت صغيرة ويؤدي هذا إلـى إخفاق العمود إذا دار على هذه الحالة لفترة طويلة . أما في الحياة العملية فعند تصميم سيارة أو طائرة مثلاً يجب عزل الاهتزازات بأكبر قدر ممكن حتى لا تصل إلى الراكب وذلك بدراسة نظام هذه المركبة من ناحية علم الاهتزازات الميكانيكية , وكذلك عزل الاهتزازات الناتجة من الآلات والماكينات بالطرق الهندسية عن جدران المنشات " المباني " في المصانع أو في محطات توليد القوى أو الورش الصغيرة التي بها ألآت يصدر منها اهتزازات والموجودة بالمباني وسط السكان في المدن .
فوائد الاهتزازات :
توجـد اهتزازات مفيدة في الحياة ومرغوب فيها مثل اهتزازات أوتار الأجهزة الموسيقية التي تسمعنا الحان موسيقية عذبة , وكذلك أمكن التوصل عن طريق البحث والدراسة لعلم الاهتزازات إلى تصنيع أجهزة تصدر موجات عالية جداً تستطيع تفتيت الحصى بجسم الإنسان بدون عمليات جراحية، وأيضاً أمكن تصنيع الأجهزة الالكترونية التي تتحكم في الترددات الاهتزازية المختلفة التي ترسلها الأقمار الصناعية لدول العالم وأمكن استقبالها على جهاز التلفزيون بواسطة الاستقبال الالكتروني مما حول العالم إلى قرية صغيرة .
الغـرض من دراسة علم الاهتزازات في الهندسة الميكانيكية هو العمل على إيجاد حل لكثير من المشاكل بالبحث والدراسة للقوانين التي تتحكم في اهتزاز المنظومات الميكانيكية والذي يُمكننا من السيطرة على الجانب السلب الغير مرغوب فيه من الاهتزازات والتي أمكن إخمادها حتى لا تصل إلى راكب الطائرة وذلك بجانب البحث في علم الضوضاء " Noise " .
عيوب الاهتزازات :-
إن عيوب الاهتزازات هو الجانب الغير مرغوب فيه لما لها من خواص تدميرية وتحطميه مثل انهيار الكباري والجسور وأجنحة الطائرات وكذلك انهيار أجزاء الماكينات بسبب الاهتزازات الناتجة عن عدم توازن الكتل الدوارة سلبي والذي يؤدي إلى زيادة نسبة الخطأ في الأجهزة أو قد يؤدي إلى تلفها أو تعطيلها عن أداء وظيفتها، وهذا بالإضافة إلى الأصوات المزعجة المنبعثة من هذه الماكينات والتي تتعب راحة الناس وخاصة المرضى .