در تجهیزات شهربازی، ایمنی و دوام قطعات مکانیکی از حیاتیترین عوامل در طراحی و نگهداری محسوب میشود. وسایلی مانند چرخوفلک، ترن هوایی، تاب، و چرخگردان تحت بارهای متناوب و ارتعاشی قرار دارند. این بارهای دورهای باعث ایجاد خستگی فلزات (Fatigue Failure) در قطعات میشوند که اگر بهدرستی ارزیابی نشود، میتواند منجر به شکست ناگهانی و حادثهساز شود.
به همین دلیل، تعیین عمر خستگی (Fatigue Life Estimation) یکی از مراحل کلیدی در طراحی و بازرسی تجهیزات شهربازی است.
خستگی زمانی رخ میدهد که قطعه تحت تنشهای متناوب و کمتر از حد تسلیم قرار گیرد، اما در طول زمان، این تنشهای کوچک باعث رشد تدریجی ترکها و در نهایت شکست کامل میشوند.
سه مرحله اصلی در پدیده خستگی عبارتاند از:
ایجاد ترک اولیه (Crack Initiation)
رشد ترک (Crack Propagation)
شکست نهایی (Final Fracture)
در تجهیزات شهربازی، قطعاتی مانند محورها، یاتاقانها، بازوهای چرخان و جوشها بیشتر در معرض خستگی هستند.
در این روش با استفاده از دستگاههای تست خستگی (Fatigue Testing Machines) نمونه قطعه تحت بارگذاری سیکلی قرار میگیرد و منحنی S–N Curve یا منحنی تنش-عمر بهدست میآید.
این منحنی رابطه بین مقدار تنش و تعداد سیکل شکست را نشان میدهد.
در طراحیهای مهندسی، از روابط استاندارد مانند Smith–Watson–Topper، Goodman Diagram و Miner’s Rule برای پیشبینی عمر خستگی استفاده میشود. نرمافزارهایی مثل ANSYS، SolidWorks Simulation و Abaqus در این زمینه بسیار کاربرد دارند.
در بهرهبرداری از تجهیزات شهربازی، میتوان با نصب حسگرهای ارتعاش و شتابسنج، دادههای واقعی بارگذاری را ثبت و بر اساس آن عمر باقیمانده قطعه را تخمین زد. این روش به ویژه در قطعاتی که در معرض ضربه و شوکهای تصادفی هستند، دقت بالایی دارد.
نوع و کیفیت جنس قطعه (Material Selection)
روش ساخت، جوشکاری و پرداخت سطح
شکل هندسی و وجود تمرکز تنش (Notch)
دمای کاری و شرایط محیطی (رطوبت، خوردگی)
میزان بارگذاری و تعداد سیکلهای کاری روزانه
استفاده از آلیاژهای مقاوم به خستگی و پوششهای ضدخوردگی نقش زیادی در افزایش عمر مفید قطعات دارد.
بیتوجهی به پدیده خستگی میتواند موجب شکست ناگهانی قطعات و بروز حوادث خطرناک برای کاربران شود. به همین دلیل، شرکتهای معتبر تولیدکننده تجهیزات تفریحی ملزم به رعایت استانداردهایی مانند:
ASTM E466 (Standard Practice for Fatigue Testing)
SO 17842 (Safety of amusement rides and amusement devices)
ASTM F2291‑24 (Standard Practice for Design of Amusement Rides and Devices)
AS 3533 (Amusement rides and devices)
AS 4100 (Steel Structures – Design)
EN 13814 (Safety of Amusement Rides and Devices)
هستند تا ایمنی و عمر مفید قطعات را تضمین کنند.
تعیین عمر قطعات تحت بار خستگی در تجهیزات شهربازی، فرآیندی حیاتی برای افزایش ایمنی، کاهش هزینههای تعمیرات و جلوگیری از خرابیهای ناگهانی است. ترکیب روشهای تحلیلی، آزمایشگاهی و پایش میدانی میتواند تصویر دقیقی از وضعیت سلامت قطعات ارائه دهد.
با پیادهسازی سیستمهای مانیتورینگ خستگی و نگهداری پیشبینانه (Predictive Maintenance)، میتوان عمر مفید تجهیزات را چندین برابر افزایش داد و سطح ایمنی مجموعههای تفریحی را به استانداردهای جهانی نزدیک کرد.
برای حل مشکل شما بهترین راه حل را ارائه میدهیم