一座60米高的摩天轮因检测到主轴异常振动而被迫停止运行。通过Leica Cyclone进行3D扫描启动的取证分析显示,钢材中存在仅几毫米的残余扭转。这个看似微小的数据,触发了在SolidWorks Simulation中进行的有限元模拟,以重建动态载荷历史,并确定阵风是否超过了原始设计的疲劳极限。
取证重建:从点云到应力图 🛠️
该过程始于通过Leica Cyclone捕获变形几何形状,生成高密度点云,再由PolyWorks处理以获得精确的扭转CAD模型。该模型被导入SolidWorks Simulation,并应用了摩天轮传感器记录的历史载荷条件。有限元分析使得实际应力分布与原始设计进行对比,识别出断裂区域的应力集中点。应力-应变图显示,在90公里/小时的阵风下,材料达到了屈服极限,每个扭转周期都累积了疲劳损伤。
不容忽视的千分之一度 ⚙️
模拟不仅确认了故障,还揭示了对于方向变化的阵风载荷,安全裕度不足。该主轴设计用于纯扭转,未考虑侧向阵风引起的弯曲和扭转组合。此案例表明,在大型结构中,材料疲劳必须使用极端气候场景进行建模,而毫米级精度的3D扫描是验证或修正原始设计假设的关键取证工具。
他们应用了哪种有限元模拟方法,将初始裂纹的3D扫描与主轴的实际扭转极限相关联,并考虑了摩天轮的循环载荷历史?
(附注:材料疲劳就像你模拟10小时后的状态一样。)