Projekty

Aktualności
27 Kwiecień 2022

Mobilne podnoszone platformy robocze (Mobile elevated work platforms – MEWP)

Przedmiotem opracowania były obliczenia wytrzymałościowe elementów konstrukcyjnych: stalowej, spawanej ramy wysięgnika teleskopowego mobilnej platformy roboczej wg wytycznych norm PN-EN 280 oraz PN-EN13001.

Zgodnie z postanowieniami normy PN-EN 280 analizowaną konstrukcję zakwalifikowano jako mobilną podnoszoną platformę roboczą należącą do grupy B, typu 1, co oznacza, że platforma przemieszcza się poza obrys podpór oraz może poruszać się tylko w pozycji złożonej.

                                                         

Rys.1 Przykłady mobilnych podnoszonych platform roboczych

Do analizy tych elementów posłużono się metodą elementów skończonych i przeprowadzono symulacje numeryczne obejmujące obliczenia w zakresie statyki liniowej.
Analizy numeryczne przedstawione w opracowaniu zostały wykonane przy wykorzystaniu metody elementów skończonych (MES). Wykorzystano do tego środowisko komercyjnego programu – Midas NFX 2021. Modele geometryczne zostały przygotowane w programie ANSYS Discovery SpaceClaim. Model numeryczny z elementów skończonych został wykonany przy pomocy programu Midas NFX 2021. Wyniki prezentowano również w programie Midas NFX 2021. Wymieniony wyżej program numeryczny umożliwia m.in. wykonywanie analiz statycznych i dynamicznych w zakresie mechaniki ciała stałego. Obliczenia zmęczeniowe przeprowadzona w programie CAE Limit 2021.
Pierwszym etapem realizacji tematu było przygotowanie dokładnego modelu obiektu pozwalającego na weryfikację konstrukcji pod względem wytrzymałości doraźnej, które dla tego typu konstrukcji wymaga spełnienia warunku zachowania nośności ustroju pod wpływem oddziaływań definiowanych przez normę PN-EN 280 – kombinacji obciążeń normatywnych oraz okazjonalnych. Model geometryczny: powłokowo-prętowo-bryłowy utworzono w oparciu o wykonany model 3D i dane przekazane przez Zamawiającego.
Następnym krokiem była dyskretyzacja modelu geometrycznego, dzięki czemu otrzymano modele podzielone na skończoną ilość małych elementów trójkątnych i czworokątnych reprezentujących powłoki oraz krótkich odcinków reprezentujących pręty – pozwalających na wprowadzenie opisu matematycznego. Elementy krępe i o kształcie nieregularnym odwzorowano elementami skończonymi typu 3D: hexa, penta i tetra. W ten sposób zbudowano modele dyskretne. Wielkość siatki elementów skończonych została tak dobrana, by w możliwie najlepszy sposób oddać kształt rzeczywisty badanego elementu, jednocześnie nie narażając się na znaczne wydłużenie czasu analiz. Ostatnim krokiem w przygotowaniu modeli obliczeniowych było nałożenie warunków brzegowych takich jak obciążenie, podparcie czy wprowadzenie danych materiałowych. Podparcie wprowadzono przez odebranie odpowiednich stopni swobody w rozkładanych nogach w konstrukcji wsporczej wysięgnika.

Na obciążenia konstrukcji składały się zdefiniowane przez normę masy i siły z odpowiednymi współczynnikami normowymi:

  • obciążenie znamionowe, które pochodzi od masy osób i narzędzi znajdujących się na platformie;

  • masa własna konstrukcji;

  • obciążenie wiatrem;

  • siła manualna przykładana na wysokości 1,1m powyżej platformy roboczej.

 

Rys. 2 Przykłady pozycji platformy do analizy wytrzymałości doraźnej.

Jako rezultat otrzymano kolorowe mapy z rozkładem przemieszczeń konstrukcji pod zadanymi obciążeniami oraz wartości naprężeń.

Rys. 3 Wartości przemieszczeń platformy w jednym z przypadków obliczeniowych
 

Rys. 4 Wartości naprężeń zredukowanych w jednym z przypadków obliczeniowych

Na podstawie otrzymanych wartości sił w elementach prętowych wykonano analityczne obliczenia sworzni i śrub. Ostatnim etapem była analiza zmęczeniowa wg wytycznych normowych wykonana w programie CAE Limit 2021.