Giải pháp Somni thiết kế cảm biến sợi quang cho cầu Genova San Giorgio

Xem thêm: Mazak mang nhà máy của chúng tôi đến cho bạn với chuyến tham quan khuôn viên ảo 360 °

Xem thêm: 10 điều bạn (có thể) chưa biết Fusion 360 có thể làm

Cầu Morandi ở Genova, Ý ban đầu được xây dựng vào năm 1967 và là cầu nối giữa Ý và Pháp trong hơn 50 năm. Vào tháng 8 năm 2018, một đoạn của cầu sụp đổ thảm hại trong một cơn bão vì nó có cấu trúc không thể đáp ứng được sức nặng của nhu cầu giao thông hiện đại, dẫn đến 43 người chết. Do tầm quan trọng hàng ngày của cây cầu, rõ ràng một cây cầu mới sẽ cần được xây dựng nhanh chóng. Renzo Piano và PERGENOVA đã được tranh thủ để thiết kế và xây dựng Cầu Genova San Giorgio mới, và nó sẽ được hoàn thành chỉ sau 15 tháng để đáp ứng nhu cầu. Trong tình trạng cảnh giác cao độ để tránh một thảm kịch khác, nhóm nghiên cứu biết rằng họ sẽ cần phải sử dụng một hệ thống giám sát sức khỏe cấu trúc để đảm bảo sự an toàn liên tục của du khách và người đi làm trong nhiều năm tới.

Đi vào Giải pháp giấc ngủ, một công ty có trụ sở tại Hà Lan chuyên thiết kế và sản xuất cảm biến sợi quang. Somni Solutions đã đáp ứng thách thức độc đáo này bằng cách thiết kế các cảm biến có thể đo bất kỳ sự thay đổi nào trong vị trí của các trụ của cây cầu với tốc độ 2.000 lần mỗi giây. Họ đã thiết kế, chế tạo và chuẩn bị các cảm biến sợi quang này để sản xuất tất cả đều sử dụng Fusion 360.

Các cảm biến cung cấp khả năng giám sát liên tục, cho phép các kỹ sư thực hiện bảo trì dự đoán và đảm bảo họ nhận thức được bất kỳ sự thay đổi đáng chú ý nào trong hướng vật lý của cây cầu. Rik Knoppers, COO của Somni Solutions, giải thích: “Mỗi cấu trúc đều có một bộ hành vi độc đáo của riêng nó. “Nếu bạn thêm các cảm biến vào một cấu trúc, bạn có thể theo dõi những hành vi đó và cho biết nó đang thay đổi do bảo trì không tốt hay do hư hỏng ẩn”.

Không giống như các cảm biến thông thường, Cảm biến sợi quang không yêu cầu đi dây coper, bảo trì thường xuyên hoặc pin và chúng có giá cả phải chăng hơn nhiều để lắp đặt. Các cảm biến đo độ nghiêng và đo gia tốc được chế tạo từ một khối thép nguyên khối, điều này cũng giúp giảm thời gian sản xuất và vật liệu. Bastiaan Meulblok, Kỹ sư hệ thống tại Somni Solutions giải thích: “Cảm biến nhiệt độ điện có khoảng 90 vị trí hàn, nhưng cảm biến của chúng tôi chỉ được làm từ một khối thép, một sợi và hai điểm gắn. Các cảm biến rất bền nên chúng có thể kéo dài khoảng 30 năm.

Ví dụ mô phỏng cảm biến sợi quang trong Fusion 360.

Somni Solutions đã thiết kế các cảm biến trong Fusion 360 từ các mô hình CAD ban đầu đến toàn bộ Phân tích FEM. “Chúng tôi sử dụng khả năng mô phỏng của Fusion 360 để phân tích tĩnh và động nhằm dự đoán độ nhạy và hoạt động của cảm biến. Meulblok cho biết độ giãn của các sợi của cảm biến thường dưới micromet, vì vậy chúng tôi phải rất chính xác và chính xác trong quá trình và phép đo của mình.

Bước thứ hai của ví dụ mô phỏng trên.

Somni Solutions cần phải làm việc nhanh chóng để đáp ứng tiến độ thời gian tăng tốc của cây cầu mới và không gì nhanh hơn là làm việc trên đám mây. Knoppers nói: “Một trong những nhược điểm của các phần mềm mô hình hóa khác là việc tích hợp lên đám mây diễn ra rất chậm và các giấy phép chuyên nghiệp cực kỳ đắt đỏ. “Fusion 360 là một trò chơi bóng hoàn toàn khác. Giá cả cạnh tranh hơn nhiều, dễ dàng hơn nhiều để thêm hoặc loại bỏ một tài khoản bổ sung và bạn có toàn bộ gói, bao gồm cả mô phỏng đám mây, có sẵn theo lệnh của bạn. ”

Vào cuối ngày, sự an toàn luôn được đặt lên hàng đầu. Knoppers và Meulblok nhấn mạnh tầm quan trọng của việc áp dụng cảm biến sợi quang như một hệ thống giám sát sức khỏe kết cấu an toàn cho các kết cấu chịu trọng lượng lớn. “Nếu bạn sử dụng cảm biến cho một cấu trúc như Cầu Genova San Giorgio, bạn có thể ít phải bảo dưỡng hơn, trong khi vẫn tự tin rằng cấu trúc của bạn an toàn và có sức khỏe tốt.”

Các Cầu Genoa San Giorgio đã mở vào tháng trước và hiện đang được sử dụng.