-السمستر:
111
-المحاضر:
Dr. Muhammad Hawwa
د. محمد حوا
-مدرس المختبر:
Mr. Fadi Al-Bedour
فادي البدور
-تصنيف الكورس:
Mechanics, Dynamics, Mathematic modeling, Rotating machinery analysis
-المتطلبات الاكاديمية:
ME201: Dynamics
ME309: Mechanics of Machines تم وضعها كمتطلب لفترة ثم ازالتها، رغم انه ليس بينها وبين هذا الكورس الا علاقة طفيفة جدا. راح اتكلم عنها بالاسفل…
-متطلبات ينصح بها:
ME202: Elements of Differential Equations - راح يكون معاك طول المادة. ماهي مشكلة لو ما كنت متذكره او ممتاز فيه لانه سوف يعاد شرح كل اللي راح تحتاجه في الفايبريشن
MATH301: Methods of Applied Mathematics - مسائل مادة الفايبريشن تقدر تحلها على طريقة math202 او math301. الطريقة الرسمية واللي راح يشرحها الدكتور هي طريقة 202، لكن من حقك تستعمل طريقة ال301، خصوصا لو كنت متعود عليها لانها اسهل بكثيير
PHYS102: General Physics II - تحتاج لفهم بعض المصطلحات البسيطة اللي درستها في شابتر الwaves في اول كورس الفزكس. مو مهم اذا ما كنت مستسيغ الفزكس لانك ما راح تدرس الويفز وتعقيداتها هنا
URL=“http://skfupm.kfupm.edu.sa/vb/showthread.php?t\=81274”]ME413: System Dynamics & Control[/url] - راح يكون الفايبريشن جدا سهل اذا خلصت ال413
Microsoft Excel: لازم تكون ممتاز في الplotting حق المعادلات والregression لانك حتسويه كثيييييير
MATLAB: يفضل تكون تعرفله، لكن مقبولة رسمات الMS Excel اذا ما تعرفله.
-مواد اخرى تشترك مع المادة في بعض المواضيع:
ME413: System Dynamics & Control - يكاد يكون هو الكورس نفسه!! راح اذكر مقارنة بسيطة في بقية الموضوع
-نوع المحاضرات:
UT: محاضرتين 50 دقيقة في الاسبوع
LAB: لاب اسبوعي واحد. يتطلب تسليم report كل اسبوع
-البروجكت:
عبارة عن case study presentation ل5 طلاب في كل فريق، والتقديم في الlab في نهاية الترم تقريبا. تحاول تجيب تقرير عن مشكلة في الفايبريشن وتحليلها وتقدم بريزينتيشن عنها. ممكن تجيب الcase study من النت، او تكون مسالة حليتها بنفسك، او جزئية اشتغلت عليها في الsenior project، او شيء شفته في الcoop training. ما اتصور انه البروجكت راح يكون كذا كل سمستر…
-طبيعة الاختبارات:
Open book, Open notes 
-الكتاب المستخدم:
Mechanical Vibration, by William Palm - 2007
التقييم: بعيد جدا عن المنهج وعن ترتيب المنهج. امثلته صعب فهمها، ما قدرت استوعب كيف حل اي مثال الى يومك هذا.
-مستوى الصعوبة:
لو انك ممتاز في الdynamics، فالكورس سهل جدا!!
--------------------------------------------------------------------------
بسم الله الرحمن الرحيم
في البداية ، احب اني اوضح انه الكورس هذا عبارة عن ME201 + MATH202
- العلاقة بالdynamics:
في اغلب مسائل الكورس، راح تواجه system بهذا الشكل (هذي ابسط حالة لكن راح تشوفها كثير):
https://dl.dropbox.com/u/30282402/Public_photoz/me482review1.png
عبارة عن جسم كتلته m معلق بspring طوله كان L واصبح L+e بسبب الزيادة الناتجة عن تعليق الوزن.
راح يطلب منك الforce analysis للجسم المعلق:
https://dl.dropbox.com/u/30282402/Public_photoz/me482review2.png
وطبعا هذي حالة static equilibrium، وراح نتوصل للنتيجة الآتية:
https://dl.dropbox.com/u/30282402/Public_photoz/me482review3.png
يعني القوتين، الوزن والقوة الناتجة عن الاستطالة بمقدار e دائما يلغو بعض.
الآن نفترض اني سحبت الجسم (او ضغطته لاعلى) ثم تركته، اي تغير جديد راح ارمز له بالرمز x (+ اذا كانت زيادة في الطول او - اذا كان نقصان)، وراح افترض انه الx-axis اتجاهه للاسفل
الحاصل انه عند سحب الجسم، ستتولد قوة تحاول ارجاعه الى الموضع الاصلي. لحظة العودة الى الموضع الاصلي، القوة سوف تتلاشى، لكن الجسم يمتلك الآن سرعة، بمعنى آخر انه سيستمر في الحركة في عكس الاتجاه الى ان تتولد قوة كافية لايقافه وارجاعه لمكانه الاصلي، وطبعا سيعود للمكان الاصلي بسرعة في الاتجاه المعاكس، وتتكرر نفس العملية:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/9d/Simple_harmonic_oscillator.gif
ناتي لوجهة نظر الdynamics في الموضوع كمهندسين، اذا رسمنا الجسم في اي لحظة من لحظات هذه الحركة الترددية:
https://dl.dropbox.com/u/30282402/Public_photoz/me482review4.png
https://dl.dropbox.com/u/30282402/Public_photoz/me482review5.png
طبعا نستطيع ان نرمز للتسارع حسب التعريف بانه المشتقة الثانية للموقع x double dot:
https://dl.dropbox.com/u/30282402/Public_photoz/me482review6.png
- العلاقة بMATH202! :
الآن انتهينا من الdynamics وطلعنا بمعادلة، لكن ايش الفائدة منها؟
المطلوب انك تكون معادلة تصف موضع الجسم في اي لحظة. يعني x = f(t)
هذي طبعا تعتبر differential equation لانها تحتوي على الvariable ومشتقته الثانية في نفس الوقت. نوعها linear يعني تقدر تحلها حتى بالlaplace transformation اللي درسته في 301. طبعا لا تخاف اذا ناسي طريقة ال202، راح يحلها معاك الدكتور في المحاضرة، وتقدر تكتب الحل النهائي في ورقة وتستعمله على طول في الاختبار!
الحل على شكل:
https://dl.dropbox.com/u/30282402/Public_photoz/me482review7.png
بحيث انه A هو الamplitude او الطول الموجي
w هو الfrequency او التردد
e هو phase difference
واذا جيت تسوي plot للمعادلة راح تطلعلك رسمة زي كذا:
https://dl.dropbox.com/u/30282402/Public_photoz/me482review8.png
الرسمة والمصطلحات شبيهة باللي درسناه عن الwaves في PHYS102
in theory, الجسم المفروض يتابع الاهتزاز الى ما لا نهاية، لكن طبعا هذي ideal case لانه في الواقع دائما يوجد شيء اسمه damping يخفف مقدار الحركة مع الزمن. الdamped vibration حالة من مستوى اعلى وراح تدرسها في نفس الكورس.
----------------------------------------
الvibration في الindustry واسباب دراسته:
الان ممكن واحد يجي ويسال، طيب هذا الشي ما قد شفته في الحياة الواقعية اصلا!! ليش ادرس analysis حق حالة غير موجودة من الاساس؟
الحالة الموجودة فوق تكاد تكون هي نفسها حقت ال car suspension system اللي يخفف صدمة المطبات الصناعية ، لكن هذاك مركب فيه damper والanalysis حقه اصعب بكثير لانه عندك منه 4 والسيارة قابلة للدوران، يعني عندك degrees of freedom اكثر بكثير، بينما في المثال اللي كتبته ما عندك الا واحدة اللي هي ال x-axis
نجي لمثال ثاني ، اكثر شيوعا لل vibration في ال:
ال spring rates! هذي النقطة مذكورة في كتاب ME307 (shigley’s). اذا نظرنا الى bar under tension, الdeformation معطى بمعادلة
x = F L /(EA)
اذا اعدنا ترتيب المعادلة
F = (AE/L) * x
واذا قارنناها بمعادلة قوة الspring
F = K X
نقدر نعتبر الbar عبارة عن spring المعامل حقه
k = AE/L
نفس الشيء ينطبق على الbeams under bending, bars under torsion, etc…
بالتالي نتوقع انه اي جسم يؤثر عليه load راح يصير فيه نوع من الoscilation (تذبذب) زي الsprings.
لكن طبعا قيمة الK كبيرة جدا للاجسام الصلبة الغير مشكلة على شكل helical spring
مسبب آخر للvibration
اي آلة تدور في الاغلب راح يكون فيها unbalanced mass، بمعنى اصح، انه مركز الثقل لا يتطابق مع مركز الدوران. هذي العلاقة الوحيدة بين كورس الvibration و ال309، لكن الفرق انك هنا ما راح تحسب شي في الunbalance. راح يعطوك مقدار الunbalanced mass مباشرة.
بسبب الunbalance, راح تتكون centrifugal force، وبسبب الدوران، مقدارها في اتجاه معين راح يكون متغير ومتكرر وبالتالي تعتبر cyclic force. هذي طبعا تسبب vibration وراح تسوي analysis لها في الكورس
سبب دراسة الفايبريشن في الاغلب هو عشان نقدر نتغلب على اضراره. طبعا الvibration قد يكون على شكل cyclic force عالي يعني يسبب fatigue. والتغلب على الvibration راح يقلل الnoise.
لكن الضرر والمصيبة الكبرى في الvibration هي حالة الresonance. اي system له frequency معين، اذا تعرض الى cyclic force لها نفس الfrequency حيهتز بشكل جنوني والamplitude لهذي الحركة حسابيا هو infinity في الundamped vibration!
مثال من الواقع (الفديو لجسر حقيقي تدمر لانه الرياح اهتزت بنفس التردد الطبيعي للجسر):
http://www.youtube.com/watch?v=3mclp9QmCGs
مثال آخر، ظاهرة كسر الزجاج بالصوت تعتمد على نفس المبدا، انه تردد الصوت يطابق التردد الطبيقي للزجاج وبالتالي يهتز بدرجة عالية وينكسر
تجربتي مع كورس الفايبريشن في الجامعة:
في البداية احب اوضح اني اخذت كورس الفايبريشن قبل كورس me413
وللاسف بسبب انه اغلب الحاضرين في السكشن انهو 413 او بياخذوها في نفس الترم، الدكتور كان احيانا يعدي بعض التفاصيل الصغيرة في الثيوري والاساسيات على اساس انه الكل عارفها، لكن ما كنت عارفها لاني ما اخذت ال413… فكنت شوية اعاني في اول الكورس. لكن طبعا لما اخذت ال413 كنت مرتاااااااااااح وشوية اجلس الدكتور واقوم اشرح بداله
لكن الحمد لله بعد قرائة في النت وسؤال الدكتور والزملاء بشكل مكثف صار الكورس من اسهل ما يكون
اذكر اني كنت ارجع لكتاب me201 كثير… كتاب 201 فيه شابتر عن الفايبريشن يتكلم عنه بشكل بسيط.
المذاكرة كانت اغلبها من الnotes اللي اكتبها مع المدرس في الlecture… المدرس نفسه قال ما يحتاج تذاكرو من الكتاب… حتى لما حاولت اذاكر من الكتاب في بداية الكورس ما توصلت لشيء لانه سيء، كانه موجه لواحد فاهم الموضوع اصلا! مو واحد يحاول يفهمه لاول مرة.
رغم انه الدكتور (محمد حوا) كان يغلط كثير في النوتس ، لكن بعد فهم الاساسيات الكورس صار سسهههههللل ومذاكرته سهلة
اصلا كله تكرار!
والحمد لله طلعت بقريد ممتاز
يتبع…