Moduł do badania zginania plastycznego belek (STS15) jest jednym z całej serii modułów eksperymentalnych z zakresu wytrzymałości materiałów i konstrukcji (STS). Elementem łączącym wszystkie moduły jest rama (STS1). Umożliwia ona zamontowanie jednego z modułów, ale także prostą w przeprowadzeniu ich wymianę. Dzięki temu do kilku modułów można zakupić tylko jedną ramę i ograniczyć koszty lub zakupić oddzielną ramę dla każdego z modułów i mieć w pełni niezależne stanowiska dydaktyczne.

Moduł po zamocowaniu na ramie, umożliwia wprowadzenie studentów w zagadnienia związane ze zginaniem plastycznym belek wykonanych z walcowanej na gorąco stali miękkiej. Zastosowany materiał cechuje się szerokim obszarem występujących odkształceń plastycznych i wykorzystywany jest do produkcji prętów zbrojeniowych, w celu wzmocnienia konstrukcji betonowych.

Studenci mocują belkę na dwóch podporach, z których każda umożliwia wybór sposobu podparcia. Możliwe są do uzyskania trzy konfiguracje: obustronne podparcie, obustronne utwierdzenie, lub belka wspornikowa z podparciem drugiego końca. Jedna z podpór wyposażona jest w rolki łożyskowe, aby umożliwić przemieszczenie wzdłużne belki. Stanowisko wyposażono w zespół obciążający, za pomocą którego na odcinku między podporami przykłada się obciążenie do belki. Wbudowane czujniki mierzą wartość obciążenia i ugięcie belki. 

Studenci przykładają do belki obciążenie (moment) powodując jej zginanie. Początkowo obserwowane jest zginanie sprężyste, które przechodzi w obszar zginania plastycznego, czyli trwałego odkształcenia. Występują zjawiska zwiotczenia/zniszczenia plastycznego (ang. plastic collapse) belki i plastycznego "przegubu" (ang. plastic hinges). Obserwacje i wykonane pomiary pozwalają określić stosunek momentu granicy plastyczności względem momentu pełnego uplastycznienia (współczynnik kształtu), pokazując, jak ten stosunek zapewnia występowanie dodatkowego współczynnika bezpieczeństwa. Element może zostać uszkodzony, ale wciąż zapewniać wystarczające wsparcie konstrukcji, na przykład zapewniając możliwość bezpiecznej ewakuacji ludzi. Zróżnicowanie sposobu podparcia końców belki umożliwia studentom naukę przewidywania miejsca formowania przegubu i wartości obciążenia powodującego uszkodzenie.

Wyniki badań porównywane są z wartościami teoretycznymi oszacowanymi na podstawie równań i wykresów momentów gnących zawartych w dołączonym podręczniku. W ten sposób studenci weryfikują praktyczną zasadność stosowania wzorów teoretycznych oraz dokładność wyników pomiarów.

UWAGA: Na stanowisku przeprowadzane są badania niszczące. Oznacza to, że każda z próbek może być użyta tylko raz. W zestawie dostarczonych jest 9 próbek, aby umożliwić przeprowadzanie badań. Dodatkowe próbki można dokupić u producenta stanowiska (zob. sekcję opcjonalne wyposażenie dodatkowe), lub u lokalnego dostawcy.

W zestawie dołączana jest suwmiarka umożliwiająca precyzyjne zmierzenie wymiarów przekroju poprzecznego próbki.

Wskażnik ugięć posiada wbudowany wyświetlacz, ale razem z czujnikiem obciążenia może być podłączony do modułu USB ramy STS1. Po podłączeniu go do komputera dane pomiarowe automatycznie przesyłane są do oprogramowania VDAS^® i wyświetlane na ekranie komputera.

Jest to tylko jeden z obszarów badań, które można przeprowadzać na belkach dzięki serii stanowisk modułowych STS. Zobacz również:

• STS4: Ugięcia sprężyste belek i belek wspornikowych
• STS5: Naprężenia zginające w belce
• STS13: Belki ciągłe i statycznie niewyznaczalne

Gwarancja: 5 lat

W zestawie dołączona instrukcja obsługi z opracowaniem przykładowych eksperymentów.

Film prezentujący serię modułów doświadczalnych z zakresu konstrukcji STS: