نبذة عن المشروع:
تُركز هذه الدراسة على تطوير وتقييم الأداء الديناميكي لمادة هجينة لا خطية مكونة من مطاط وجزيئات مغناطيسية وسائل مائع (MRE-F) تُستخدم كعازل اهتزاز شبه نشط. ويهدف البحث بشكل أساسي إلى تعزيز قدرة التحكم في الاهتزازات من خلال دمج الخصائص الميكانيكية المعتمدة على المجال المغناطيسي لمواد الـ(MRE) مع خصائص التخميد التي توفرها السوائل، مما يشكل نظام مادة مركبة مبتكرة وذكية يتمتع بخصائص قابلة للتعديل من حيث الصلابة والتخميد.
تكمن أهمية هذا البحث في مساهمته في تطوير أنظمة المواد الذكية التي تستجيب بشكل آني للتغيرات الديناميكية. فعلى الرغم من أن مواد الـ(MRE) التقليدية توفر إمكانية تعديل الصلابة باستخدام المجال المغناطيسي، إلا أن إدماج الطور السائل يضيف آلية إضافية لتبدد الطاقة، مما يهدف إلى التغلب على القيود المرتبطة بضعف أداء التخميد في الـ(MRE) التقليدية، وبالتالي تحسين العزل الاهتزازي في الأنظمة الهيكلية والميكانيكية المعرضة لاهتزازات متغيرة.
تتضمن المنهجية تصنيع عينات هجينة من مادة( MRE-F) من خلال محاذاة الجزيئات المغناطيسية أثناء عملية المعالجة تحت تأثير مجال مغناطيسي منتظم، ثم يتم دمج مصفوفة المطاط مع سائل تخميد متوافق. تُدمج العينات المصنعة في لوح مركب متعدد الطبقات (sandwich plate) ويتم اختبارها تحت تأثير اهتزازات توافقية باستخدام جهاز هزاز. يُطبّق الإثارة بالقرب من زاوية اللوح لتنشيط أوضاع اهتزاز متعددة، بينما يُثبت العازل في مركز اللوح حيث يكون الإزاحة القصوى. ويُستخدم نهج مزدوج (تجريبي وعددي) لتحليل الاستجابة الترددية للنظام وسلوكه تحت تأثير المجال المغناطيسي.
من أبرز النتائج التي تم تحقيقها نجاح تصنيع المادة واختبارها تجريبيًا، حيث أظهرت تحسنًا ملحوظًا في أداء العزل الاهتزازي عند تطبيق المجال المغناطيسي. وقد أظهر النظام الهجين القدرة على تغيير الترددات الطبيعية وزيادة نسب التخميد بشكل قابل للتعديل، مما يبرز إمكانيته الواعدة كعازل اهتزاز شبه نشط في تطبيقات الطيران، والسكك الحديدية، والهندسة المدنية، حيث يكون التحكم التكيفي في الاهتزازات ضروريًا للحفاظ على سلامة وأداء المنشآت.
المجال العلمي أو التقني:
العلوم الهندسية
الجدول الزمني للمشروع:
مارس 2024 –مارس 2025
الأهداف الرئيسية للمشروع:
- تطوير مادة هجينة لا خطية من المطاط المغناطيسي -الريولوجي السائل (MRE-F) ذات خصائص أنيسوتروبية.
- دراسة الخصائص السكونية والديناميكية لعينة (MRE-F) الهجينة تحت تأثير مستويات مختلفة من المجال المغناطيسي.
- التحقق من فعالية المخمد الهجين (MRE-F) في تقليل الاهتزازات من خلال الاختبارات التجريبية باستخدام لوح ألمنيوم مقيد.
الأثر المتوقع والأهمية:
يساهم هذا المشروع في التقدم العلمي من خلال تطوير مادة هجينة مبتكرة مكونة من مطاط مغناطيسي ريولوجي وسائل (MRE-F) ذات خصائص ميكانيكية قابلة للتعديل، تُستخدم في أنظمة العزل الاهتزازي شبه النشطة. وتتميز هذه المادة بإمكانية عملها كمخمّد اهتزازات سلبي دون الحاجة إلى طاقة، مع استخدام طاقة خارجية بسيطة فقط لضبط خصائص التخميد، مما يُسهم بشكل كبير في تقليل استهلاك الطاقة الكلي.
على الصعيد المجتمعي، يعالج هذا المشروع الحاجة إلى بنى تحتية أكثر أمانًا ومرونة من خلال تقليل الاهتزازات الضارة التي قد تؤدي إلى تلف الهيكل أو تقليل راحة المستخدمين. أما بيئيًا، فإن تحسين أداء العزل الاهتزازي يُسهم في تقليل أعمال الصيانة وتقليل الفاقد من المواد، مما يدعم ممارسات الهندسة المستدامة.
ويؤدي ذلك إلى إطالة عمر المنشآت الهندسية، وتحسين راحة وسلامة المستخدمين في بيئات متعددة مثل المباني والمركبات.
تماشيًا مع
رؤية قطر الوطنية 2030، يدعم هذا البحث نمو المعرفة والابتكار من خلال تقنيات المواد الذكية، كما يُسهم في تطوير الكوادر البحثية الشابة من خلال إشراكهم في دراسات متقدمة في مجال المواد الذكية والتكيفيّة.
بيانات المشرف/المشرفين:
- الاسم الكامل: د. أسان ج. أ. موثاليف
- المسمى الوظيفي/الدرجة الأكاديمية: بروفيسور
- القسم أو الوحدة: كلية الهندسة الميكانيكية والصناعية
- المؤسسة/الجهة التابع لها: جامعه قطر
- البريد الإلكتروني:
drasan@qu.edu.qa
أعضاء الفريق المشاركون:
- المهندس همام محمود محمد عنانزة، كلية الهندسة الميكانيكية والصناعية، جامعة قطر
الموارد أو المنشورات المرتبطة :
- Hammam. M Ananzeh, Rahizar Ramli, Sabariah Julai, and Asan G. A. Muthalif. 2024. "Mechanical Properties Comparison of Isotropic vs. Anisotropic Hybrid Magnetorheological Elastomer-Fluid" Polymers 16, no. 9: 1215
https://doi.org/10.3390/polym16091215
صورة النموذج الأولي:
