고층 건물을 위한 혁신적인 엘리베이터 시스템 개발

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  오늘날 건축 엔지니어링 산업의 빌딩 설계는 점점 커질 뿐만 아니라 정교해지고 있습니다. 현재 세계에서 가장 높은 빌딩은 UAE 두바이의 828m (2,717ft) 높이를 자랑하는 부르즈 할리파(Burj Khalifa)입니다. 이 높이는 사람들이 어떻게 효율적으로 1층에서 꼭대기까지 이동할 수 있을지에 대한 방법과 같은 고유한 엔지니어링 문제를 야기합니다.

  대부분의 엘리베이터 시스템은 건물 꼭대기에 설치된 모터 케이블 시스템을 통해 엘리베이터를 이동시킵니다. 그러나 이러한 시스템으로는 부르즈 할리파의 절반인 400m (1,312ft)가 최대 주행 거리입니다. 이는 승객이 최소 2대 이상의 엘리베이터를 이용하여야만 꼭대기 층에 도달할 수 있음을 의미합니다.

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  티센크루프 엘리베이터(ThyssenKrupp Elevator)는 세계에서 규모가 가장 큰 엘리베이터 시스템 제조업체 중 하나입니다. 부르즈 할리파의 이용자들이 효율적으로 이동할 수 있도록 티센크루프의 설계 및 엔지니어링 팀은 각 엘리베이터 프레임에 부착된 전자기 드라이브를 사용하는 새로운 설계를 개발했습니다. 이 새로운 설계는 지붕 장착형 케이블 시스템이 필요 없으며 하나의 엘리베이터로 부르즈 칼리파의 전체 높이 800m를 통과할 수 있습니다. 또한 중요한 기능은 엘리베이터가 수직 뿐만 아니라 수평으로도 이동할 수 있습니다. 그러나 이 새로운 설계는 새로운 문제를 발생시켰습니다. 바로 기존 엘리베이터만큼의 승객을 태울 수 없다는 점이었습니다.


토폴로지 최적화 기술을 통한 경량화


  설계 목표를 달성하기 위해 알테어 프로덕트디자인(Altair ProductDesign)팀은 3단계 접근 방식을 개발했습니다. 첫 번째 단계에서는 알테어의 하이퍼웍스(HyperWorks) 시뮬레이션 도구 제품군의 설계 최적화 솔루션인 옵티스트럭트(OptiStruct)를 사용하여 BackPack 개념에 대한 토폴로지 최적화 연구를 수행했습니다. 먼저 소프트웨어가 재료를 자유롭게 재료를 제거할 수 있는 영역과 재료가 유지되어야 하는 영역을 지정했습니다.

  하중 정보(바닥의 가속력, 벽에 기대어 앉은 승무원, 엘리베이터 꼭대기에 서있는 사람 등)은 티센크루프 엘리베이터에서 수집되어 소프트웨어에 입력되었습니다. 옵티스트럭트는 설계 요구 사항을 충족시킬 수 있는 가장 효율적인 엘리베이터의 구조를 계산했습니다.

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