灯塔作业安全防护舱是为保护灯塔检修人员在进行灯塔检修作业时免受高空坠物造成人身伤害风险而开发的安全防护装置。
重达500kg的灯盘由40高空落下时,其动能约达到0.2兆焦,相当于1.5吨重的轿车以60公里/小时速度碰撞产生的能量。安全防护舱除需要吸收如此巨大的碰撞能量外,并应能做到防止碰撞飞溅物伤害以及防止二次伤害,如设备过量移动等。此外,安全防护舱还应满足灯塔多样性及安装环境多样化的特点,且具有重量轻、移动方便、耐腐蚀、可快速装拆等特点。
灯塔作业安全防护舱采用刚性生存空间+能量吸收装置的结构形式,吸能装置吸收碰撞能量,从而降低生存空间的载荷,现实装置的安全性及轻量化。设计过程中采用了先进的拓扑优化手段,使得结构的传力路径最优,重量最小,并且通过有限元计算方法对结构进行了多种工况下的强度验证;对多种灯盘跌落过程进行了大量的模拟计算,验证结构的可靠性;并通过大量的试样级试验验证了采用吸能装置的可控性。
灯塔作业安全防护舱通过具有CMA及CNAS(认证资质的第三方检测机构进行的实物碰撞试验。试验时,对碰撞过程的动应力、加速度及影像进行了记录。碰撞结果显示:防护舱生存空间结构稳定、无塑性变形发生,结构整体无倾覆及有害移动,碰撞全过程中无飞溅物侵入生存空间,吸能部分有序变形。
该产品的主要结构:
吸能装置:层叠式低压溃强度蜂窝,覆盖面积大、有序变形、提高整体抗倾覆能力;
生存空间:整体焊接结构,重量轻、承载能力高、有效防止飞溅物侵入;分体设计提高存储适应性;锥形支撑可提高结构整体稳定性。
其主要技术指标如下:
外形尺寸(宽x深x高): 1920x1645x2800 mm
重量: 800 kg
骨架最大垂向承载能力: 1500 kN
蜂窝接触面表面积: 1.5 m^2
蜂窝最大可用接触面积: 0.5 m^2
蜂窝压缩强度: 3 Mpa
蜂窝高度: 400 mm
蜂窝压缩率: 70 %
最大吸能量 0.42 MJ
地脚轮举升高度: 100 mm
最大地台高度: 580 mm
最大地台直径(灯杆直径700mm): 1450 mm