16級大風下路燈會斷裂嗎?
受臺風“圓規(guī)”影響,深圳發(fā)布了今年首個臺風黃色預警,全市停課。同樣是秋臺風的它讓人不禁回想起當年“山竹”的余威,還記得給玻璃窗貼米字的時候嗎?
被米字膠帶支配的玻璃窗
在“圓規(guī)”影響下,海區(qū)最大風力可達13級,而臺風威力仍然有可能繼續(xù)加強,路邊不能“躲起來避風”的路燈安全嗎?
城市熱島效應和街道峽谷效應的疊加,讓道路兩旁的路燈大部分時間都在承受巨大的風壓,東南沿海地區(qū)更是每年都會遭受臺風的正面吹襲,路燈的抗風能力成為了路燈在設計時不得不考慮的重要因素,那么怎么才能知道路燈能否抗住極限風壓呢?
2016年9月28日,福建平潭金井灣大道一座高十幾米的路燈被狂風吹彎,猶如“擰麻花”般折向路中間。當天,臺風“鲇魚”在福建惠安縣登陸,給福建中北部沿海地區(qū)帶來狂風暴雨。
以我司之前針對九洲街燈的結構強度分析為例,我們可以管中窺豹,了解路燈在設計和測試的時候怎么知道它在大風下是否安全,會不會斷裂倒塌。
根據(jù)路燈的設計,首先我們需要將路燈轉換為有限元模型,并輸入各材料的強度參數(shù)。
在這里我們選取了以16級大風垂直向下從背面吹路燈作為例子,根據(jù)風力計算公式可以計算出路燈背面風載風力為600N,
*計算公式:F=1/2RhXSXCdXV2(風速V=52m/s)
通過后端蓋應力結果云圖可以看出,后端的最大應力出現(xiàn)在放大處,分別160.8Mpa和 165.1Mpa,超出材料屈服強度,但沒有達到材料的斷裂強度,區(qū)域發(fā)生塑性損傷,材料不會失效。
通過支撐主體應力結果云圖可以看到,最大應力出現(xiàn)在兩側,但材料仍處于彈性階段,未發(fā)生屈服損傷。
通過螺釘應力結果云圖可以看到螺釘受到的應力較大,最大應力達到了218.3Mpa,但小于螺釘所用材料的屈服強度(450Mpa),螺釘材料安全。
綜上,這款路燈在16級大風背面受風的情況下會出現(xiàn)一定的屈服損傷,但并未斷裂,因此路燈在這種極端情況下是安全的。如有需要也可對相應的結構加厚增強抗風性能。
這個路燈的例子可以看出,通過分析仿真技術,可以對產品進行不同的工況分析,從而具有縮短產品研發(fā)周期,降低產品安全風險提高,提升產品有效性,預測產品潛在失效等優(yōu)點,也讓現(xiàn)代符合設計的路燈不再懼怕大風。