图1 中科力信打造城市“新地标”——400㎡巨幕闪耀炫酷中庭

      此项目在设计和实施时，需首要考虑LED显示屏的透明度、亮度、装修空间和安装方式，以确保观光电梯的透光性和背部钢结构的隐蔽性，以及特殊位置安装的散热性和布线的美观性。除此之外，更重要的是保障LED显示屏的使用经济性与安全性。为此，中科力信技术团队使用先进的IMECAM智能抗冲击特种电子灌封胶技术对LED显示屏内部电子元器件进行安全防护，有效增加了电子元器件的使用寿命。此外，技术人员还对LED显示屏背部结构的承载性能以及整体结构设计方面的防风性能、防震性等力学性能进行仿真评估，量身定制出一体化设计安装方案，为“巨屏”的亮相保驾护航。

       在科学技术水平不断进步的今天，LED显示屏在投放信息、梳理交通、展示相关的创意方面有着不可比拟的作用。同传统的显示屏相比，LED显示屏具有亮度高、可视范围大及节能环保的特点。在我国城市特别是一线城市中，LED显示屏被广泛地应用在了工商、邮电、体育、车站、码头、机场、客车等公共场所中。但是LED显示屏容易受到气候的变化以及自然灾害的影响，LED显示屏所受的荷载包括：风、雪荷载，地震作用，温度变化，基础不均匀沉降和各种偶然性的事故荷载等。

       当强风来袭，LED显示屏遭受破坏甚至整体倒塌的情况时有发生，破损率高达到90%。据统计，全世界风灾引起的损失每年大约100亿美元左右，而且有日渐增加的趋势，我国又是风灾严重国家，且LED显示屏相较其他建筑物而言通常处于较高的位置。因此，对LED显示屏整体结构设计方面力学性能的仿真分析更具有实际意义。

图2 LED显示屏背部钢架结构

受到风力均布载荷下受力及变形

      LED显示屏主体结构在风载下的强度及稳定性将直接影响到设计的安全性和经济性，因此在对LED显示屏主体结构设计之前，需要通过伯努利方程计算LED显示屏结构最大抗风性能载荷值，然后通过建立数学模型，对LED显示屏整体结构风力作用下的力学性能进行模拟分析，以预测LED显示屏整体结构的变形情况和破坏状态，确保其结构强度及稳定性满足性能要求。如图2所示，基于力学仿真手段分析LED显示屏在风力的均布载荷作用下背部钢架结构强度及稳定性，在8级风力均布载荷下钢架结构应力最大值为30MPa左右，小于钢材的屈服强度，满足强度要求。钢架结构最大位移约为5mm，满足刚度及稳定性要求。

图3钢架及连接件静载受力分布

      在对LED显示屏整体结构设计时，为保证其强度和稳定性，还要考虑LED显示屏整体结构与其背后建筑之间的连接强度，以及背部钢架部结构对LED显示屏的承载能力及稳定性。目前，建筑物与LED显示屏背部钢架之间依靠螺栓等构件进行连接，需要通过仿真手段对钢架、螺栓等连接件进行强度校核。此外，由于钢架本身还需承载LED显示屏箱体对其的载荷，往往也需要通过力学仿真分析，以保证钢架连接件与背部钢架在受到箱体静载荷时满足强度要求。通过仿真分析，LED显示屏背部钢架受到箱体静载荷结构应力最大值为12MPa，小于钢材的屈服强度，满足强度要求。

图4钢架结构1-6阶振型图

       为了防止地震对LED显示屏强度及稳定性的破坏，需要LED显示屏所在建筑安全等级为二级，建筑抗震设防分类为甲类，依据GB/T 17742-2008《中国地震烈度表》，LED显示屏主体结构抗震等级＞8级。在结构设计之前，中科力信专业团队已经通过力学仿真技术对LED显示屏整体结构进行模态分析，识别出LED显示屏整体结构振型与固有频率，结构1-6阶与7-12阶振型图如图4与图5所示。

图5 钢架结构7-12阶振型图

       模态仿真为结构系统的地震载荷振动特性分析、振动故障诊断和预报以及结构动力特性的优化设计提供了依据，避免LED显示屏整体结构发生共振，提高了LED显示屏结构质量、寿命和安全性。

       此外，显示屏内部电子元器件的防护措施采用的是先进的FIAM—G02因子注入技术（IMECAM智能抗冲击特种电子灌封胶，如图6），该技术适用于军用高过载环境下使用的惯导系统、引信系统、战斗部系统中关键传感器、弹载芯片的封装固定与冲击防护。此次将其用于LED显示屏内部电子元器件的安全防护，增强了LED显示屏内部电子元器件的抗振性及抗冲击性能。中科力信将该技术首次应用于民用市场，对于增加电子元器件的使用寿命，提高整体项目的使用年限起到了至关重要的作用。

图6 IMECAM智能抗冲击特种电子灌封胶