Desarrollo de un sistema de ascensor revolucionario para edificios altos
Los elevadores tirados por cable tradicionales no pueden viajar más de unos 700 metros, lo que significa que para los modernos rascacielos, los pasajeros necesitan cambiar el ascensor para llegar a la cima. ThyssenKrupp Elevator’s quería desarrollar un ascensor que utilizara accionamientos electromagnéticos, lo que les permitiría alejarse del diseño restrictivo de los cables y permitir que los ascensores se desplazaran horizontalmente y verticalmente. El nuevo concepto de diseño ‘MULTI’ planteó sus propios desafíos, entre los que destacan el hecho de que el sistema no podría soportar tanto peso como un ascensor tradicional. ThyssenKrupp Elevator quería explorar maneras de asegurar que el nuevo diseño fuera lo más ligero posible para maximizar la capacidad de carga de las cabinas.
Solución:
Altair ProductDesign desarrolló un enfoque en tres etapas para rediseñar la estructura de soporte de la cabina para encontrar una solución de masa mínima que no comprometiera el rendimiento o la seguridad. En la primera etapa, el equipo realizó un estudio de optimización topológica utilizando OptiStruct, la solución de optimización de diseño dentro de la suite HyperWorks de Altair. El equipo especificó el espacio de diseño de la cabina y lo combinó con datos sobre las cargas esperadas que el ascensor estaría sujeto durante el uso. OptiStruct sugirió áreas de la estructura donde el material podría ser removido que luego fue interpretado por en un diseño fabricable. En la segunda etapa, el equipo pudo realizar la optimización del tamaño, donde la tecnología exploraría los espesores de las paredes de la cabina que se enfrentan a las láminas y el núcleo de espuma dentro. Las secciones de los perfiles y los espesores de las hojas se optimizaron para encontrar la disposición ideal para diferentes combinaciones de materiales.
La tercera etapa del proyecto implicó la exploración de nuevos materiales. ThyseenKrupp Elevator quería investigar la viabilidad de usar fibra de carbono para las paredes de la cabina. Altair desarrolló un estudio de optimización que encontraría no sólo el grosor ideal del material compuesto, sino también las formas óptimas de capas de fibras y la orientación de la disposición de cada capa. Estos procesos se aplicaron a dos diseños conceptuales creados por ThyssenKrupp Elevator, conocidos como “BackPack” y “SideGuide”, con el objetivo de proporcionar una visión del mejor sistema para seguir desarrollándose.
Resultado:
El proyecto de reducción de peso produjo algunos resultados impresionantes. El proceso de optimización del concepto en la estructura de BackPack, en combinación con la optimización del dimensionamiento de las paredes del panel sándwich, logró producir una cabina que era un 42% menos que el peso objetivo. Si las paredes estuvieran construidas con fibra de carbono, sería posible ir aún más lejos, hasta un 56% por debajo del objetivo.
El concepto SideGuide también vio un ahorro de peso, un 16% más ligero que el objetivo utilizando materiales tradicionales con el potencial de ir al 33% bajo el objetivo utilizando fibra de carbono. El ahorro de peso le dio a ThyssenKrupp Elevator confianza adicional en el concepto electromagnético como una alternativa práctica al sistema de cable. Motivado por los resultados positivos de este proyecto, ThyssenKrupp Elevators continúa el desarrollo del concepto BackPack. El diseño ha avanzado ahora para pruebas y prototipos adicionales.
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