समुद्री सौर फार्म कनेक्टरों में चक्रीय मरोड़ थकान

उत्तरी सागर में एक तैरते सौर फार्म को मध्यम तूफान के बाद भयावह विघटन का सामना करना पड़ा। यह विफलता हवा के बल के कारण नहीं, बल्कि पैनलों को जोड़ने वाले इलास्टोमेरिक कनेक्टरों की थकान के कारण हुई। बाद के विश्लेषण में, हाइड्रोडायनामिक्स को मॉडल करने के लिए OrcaFlex और संरचनात्मक अध्ययन के लिए SolidWorks Simulation का उपयोग करते हुए, यह पता चला कि उच्च-आवृत्ति वाली लहरों ने अक्षीय तनाव और मरोड़ का एक संयुक्त भार राज्य उत्पन्न किया जो सामग्री की चक्रीय शक्ति से अधिक था।

संयुक्त भारों का मॉडलिंग और बहुअक्षीय थकान सिमुलेशन 🌊

सिमुलेशन प्रक्रिया OrcaFlex में शुरू हुई, जहाँ Rhino 3D से सौर द्वीप की 3D ज्यामिति फ़ाइल आयात की गई। तूफान की स्थितियों का अनुकरण करने के लिए 1.5 मीटर की महत्वपूर्ण ऊँचाई और 4 सेकंड की चरम अवधि के साथ एक अनियमित लहर स्पेक्ट्रम परिभाषित किया गया। सॉफ्टवेयर ने प्रत्येक कनेक्टर पर बल और आघूर्ण की गणना की, तनाव और मरोड़ की समय श्रृंखला निर्यात की। इन भार वक्रों को बहुअक्षीय थकान विश्लेषण के लिए इनपुट के रूप में SolidWorks Simulation में डाला गया। इलास्टोमेरिक सामग्रियों के लिए सोडरबर्ग थकान मानदंड लागू किया गया, जिससे तनाव मानचित्र तैयार हुए जिन्होंने कनेक्टर के आधार पर महत्वपूर्ण सांद्रता दिखाई। सिमुलेशन ने केवल 18 महीने की सेवा जीवन की भविष्यवाणी की, जो प्रयोगशाला के भौतिक परीक्षणों से मेल खाती है जिन्होंने सर्वो-हाइड्रोलिक मशीन के साथ भार चक्र को दोहराया।

अपतटीय लचीले एंकर डिज़ाइन के लिए सबक 🔧

यह विफलता वर्तमान डिज़ाइनों में एक अंतर्निहित कमजोरी को उजागर करती है: कनेक्टरों में मरोड़ थकान विश्लेषण की कमी, जो लचीले होने के बावजूद, छोटी लहरों की अनुनाद के प्रति संवेदनशील होते हैं। सुधार प्रस्ताव में एक हेलिकल ज्यामिति वाला कनेक्टर शामिल है जो अपनी धुरी के साथ मरोड़ को नष्ट करता है, और इलास्टोमेरिक यौगिक को उच्च आंतरिक अवमंदन वाले में बदलना शामिल है। मान्य सिमुलेशन दर्शाता है कि OrcaFlex और SolidWorks Simulation के बीच एकीकृत कार्यप्रवाह के साथ इन विफलताओं की भविष्यवाणी करना संभव है, जिससे भौतिक प्रोटोटाइपिंग की लागत बचती है।

समुद्री सौर फार्म के कनेक्टरों में मरोड़ थकान विफलता का मूल कारण क्या था और मध्यम तूफान की स्थितियों में समान विफलताओं से बचने के लिए किन डिज़ाइन मापदंडों का पुनर्मूल्यांकन किया जाना चाहिए?

(पी.एस.: सामग्री की थकान 10 घंटे के सिमुलेशन के बाद आपकी थकान जैसी होती है।)