elastomer poartă Pad și rolul său în podul Design

peste șapte kilometri lungime, San Francisco-Oakland Bay Bridge găzduiește un sfert de milion de vehicule pe zi. Podul, construit folosind aproape 250 de milioane de kilograme de oțel, trebuie să susțină o masă de 450 de milioane kg de vehicule pe zi și aproximativ 500 de mii kg la un moment dat.

posibilitatea eșecului podului este înspăimântătoare, mai ales atunci când traversăm o structură mare precum podul Golfului. În 1989, cutremurul Loma Prieta a provocat eșecul podului Bay. Vibrațiile cutremurului au fost atât de intense, încât au tăiat șuruburile care au fixat o secțiune a podului în scaunele sale. Pe măsură ce vibrațiile cutremurului au crescut, secțiunea a fost deplasată la șapte centimetri spre est, iar capătul vestic al secțiunii s-a deplasat dincolo de marginea scaunelor, provocând prăbușirea întregii secțiuni a podului pe puntea inferioară; locația prăbușirii a fost la pier E9, care este situat la jumătatea distanței dintre Insula Yerba Buena și Oakland.

Podul Bay a fost proiectat pentru a rezista cutremurelor prin implementarea tehnologiei care a permis podului să se adapteze la astfel de situații dramatice de mediu. De fapt, toate podurile sunt concepute pentru a fi moderat flexibile, cu o filozofie de proiectare încorporată “îndoire sau rupere”; se presupune că podul va fi supus unor forțe și cupluri externe oarecum imprevizibile cauzate de viteze mari ale vântului, schimbări de temperatură, trafic intens și uneori chiar cutremure. Deci, dacă flexibilitatea este crucială, cum se realizează?

tampon de rulment elastomeric pentru Podul San Francisco-Oakland Bay
Podul San Francisco-Oakland Bay

tampon de rulment Elastomeric rolul tamponului de rulment Elastomeric

flexibilitatea podului se realizează în primul rând printr-o componentă numită pad de rulment elastomeric bridge. Acesta este de obicei realizat dintr—un material puternic și flexibil, cum ar fi neoprenul-un tip de cauciuc industrial greu. Aceste plăcuțe sunt plasate între suprastructuri, cum ar fi fasciculul podului și substructuri, cum ar fi suporturile verticale numite piloni. Funcția lor principală este de a distribui sarcini de suprastructură către substructură și de a permite suprastructurii să sufere mișcările necesare în condiții de mediu neregulate, fără a crea tensiuni dăunătoare care ar putea compromite integritatea structurală a podului. Când integritatea structurală a podului este compromisă, podul s-ar putea prăbuși.

prevenirea colapsului nu este singura funcție a unui tampon de rulment elastomeric. Tampoanele prelungesc durata de viață a podurilor prin reducerea uzurii materialelor podului. Tampoanele ajută guvernele să economisească bani prin întârzierea înlocuirii podurilor, la fel ca modul în care pantofii permit ființelor umane să meargă pe distanțe lungi.

de altfel, plăcuțele de rulment elastomerice au fost instalate la locul defectării podului Bay ca parte a unui proiect de modernizare seismică din 1999.

Proiectare elastomerică simulare 3D inginerie în proiectarea podului

proiectare pod elastomerică FEA
analiza cu elemente Finite a unui suport rulment elastomeric de pod efectuat cu SimScale

deoarece plăcuțele de rulment elastomerice de pod sunt cruciale pentru un design de pod sigur și rentabil, acestea sunt prototipate și testate pe scară largă înainte de sunt utilizate în producție.

folosind un software de simulare precum SimScale ca parte a procesului, este posibil să testați practic un tampon de rulment elastomer sub diferite ipoteze de proiectare și sarcină. De exemplu, se poate presupune că suportul rulmentului este compus dintr-un material elastomer întărit de plăci de oțel și pot fi simulate și observate trei cazuri de sarcină de bază: 1) compresie, 2) compresie cu forfecare și 3) compresie cu rotație.

rezultatele pot fi analizate prin observarea tensiunilor Cauchy într-un grafic de contur. Se poate observa chiar că, odată cu introducerea plăcilor de oțel, capacitatea de încărcare a rulmentului este îmbunătățită.

elastomer Bearing Pad concluzie

după cum am văzut, proiectarea plăcuțelor de rulment elastomer folosind software-ul de simulare joacă un rol crucial în siguranța, fiabilitatea și longevitatea podului. Dacă doriți să încercați, creați un cont de Comunitate gratuit aici și apoi copiați acest șablon al unei simulări de lagăr elastomeric, modificați setările sau modelul CAD și efectuați propria analiză.

puteți afla mai multe despre rolul simulării inginerești în aplicațiile de construcție descărcând un infografic gratuit aici.

Configurați-vă propria simulare prin web în câteva minute, creând un cont gratuit pe platforma SimScale. Nu este necesară instalarea, hardware-ul special sau cardul de credit.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.