Zginanie plastyczne belek

Nr kat.: STS15
Liczba odwiedzin: 1563
Typ urządzenia Moduł eksperymentalny - wymaga jednostki podstawowej
Poziom kształcenia
  • Szkoła średnia techniczna
  • Uniwersytet techniczny/Politechnika
Wymagane wyposażenie dodatkowe Rama podstawowa STS1 (strona produktukarta katalogowa angielska)
Opcjonalne wyposażenie dodatkowe Zestaw belek (12 szt.) - STS15a
Karta katalogowa produktu (ENG) Link »»»
Katalog produktów producenta

STS15 zginanie plastyczne belek

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:

 

Gwarancja: 5 lat

W zestawie dołączona instrukcja obsługi z opracowaniem przykładowych eksperymentów.

 

Film prezentujący serię modułów doświadczalnych z zakresu konstrukcji STS:

STS15 oprogramowanie VDAS v2

 

Rama STS1, czyli podstawa dla każdego z modułów serii STS, dostarczana jest w zestawie z hubem USB, umożliwiającym podłączenie modułu eksperymentalnego do komputera PC. Obsługa połączenia odbywa się z wykorzystaniem oprogramowania VDAS® wyposażonego w dedykowane interfejsy dla poszczególnych modułów i stanowisk dydaktycznych.

 

Interfejs modułu do badania zginania plastycznego belek (STS15) posiada:

  • dwie zakładki, umożliwiające przeprowadzenie eksperymentu w trybie akwizycji danych (z podłączeniem modułu STS15) lub w trybie symulacji
  • rozwijaną listę, umożliwiającą wybór eksperymentu poprzez określenie sposobu podparcia belki:
    • belka swobodnie podparta
    • belka sztywno utwierdzona
    • belka wspornikowa z dodatkową podporą
  • edytowalne obszary danych wejściowych i danych wyjściowych
    • w trybie symulacji dodatkowo możliwość predefiniowania różnego rodzaju zmiennych dotyczących obciążenia oraz belki (wybór dodatkowych kształtów, okreslenie wymiarów)
  • czytelny schemat konfiguracji stanowiska dla każdego z eksperymentów z naniesionymi oznaczeniami

 

Dodatkowo oprogramowanie VDAS® umożliwia wykonanie wielu operacji z wykorzystaniem danych:

  • Wykonywanie pomiarów w interwałach czasowych lub sczytanie wyników w dowolnym momencie
  • Zestawienie danych w tabeli
  • Kreślenie wykresów w czasie rzeczywistym
  • Eksport i import danych w formacie domyślnym - możliwość zapisania wyników eksperymentu i dalszego ich opracowania na innym komputerze bez dostępu do stanowiska badawczego np. przez studentów (oprogramowanie jest darmowe, dostępne do pobrania ze strony producenta)
  • Eksport danych do pliku CSV - możliwość opracowania wyników eksperymentu w arkuszu kalkulacyjnym
  • Możliwość edytowania predefiniowanych formuł oraz wprowadzania własnych
  • Możliwość wprowadzania danych zewnętrznych

 Stanowisko umożliwia przeprowadzenie eksperymentów z zakresu:

  • Przejście od zginania sprężystego do odkształceń plastycznych przy badaniu zginania belek wykonanych ze stali miękkiej walcowanej na gorąco
  • Przejście obszaru odkształcenia plastycznego przez przekrój próbki wraz ze wzrostem obciążenia
  • Obciążenie krytyczne i występowanie zjawiska formowania przegubów plastycznych (ang. plastic hinges)
  • Granica plastyczności
  • Wpływ sposobu podparcia końców belki na odkształcenie:
    • belki swobodnie podpartej
    • belki sztywno utwierdzonej
    • belki wspornikowej z dodatkową podporą
  • Kształt zniszczonej belki z powodu formowania się przegubu
  • Współczynnik kształtu belki i związany z nim dodatkowy współczynnik bezpieczeństwa

 STS1 rama

Rama do montażu modułów serii STS - STS1

Wytrzymała, a jednocześnie lekka, bo wykonana z aluminium, nastawiana na blat rama do montażu modułów eksperymentalnych z kategorii wytrzymałość materiałów i konstrukcje.

STR15a 04

Zestaw 12 belek do modułu STS15 – STS15a

Zestaw belek do przeprowadzania eksperymentów z zakresu zginania plastycznego na module doświadczalnym STS15. Belki o przekroju 7,9 mm x 7,9 mm wykonane są ze stali miękkiej i mają długość 920 mm.

Wymiary i masa:

  • 920 mm x 130 mm x 570 mm, 18 kg

Minimalna powierzchnia blatu:

  • Jak rama STS1: 1500 x 600 mm

Dodatkowo w zestawie:

  • Dwie podpory belek z mechanizmem umożliwiającym podparcie na dwa sposoby
  • Podpora z cyfrowym wskaźnikiem odkształcenia o dokładności pomiaru 0,01 mm
  • Czujnik obciążenia o pojemności 650 N
  • Dziewięć próbek belek o długości 920 mm i przekroju poprzecznym o wymiarach 7,9 mm x 7,9 mm
  • Dwa przewody
  • Klucze imbusowe do mocowania belek
  • Suwmiarka
  • Pochyłomierz
  • Pojemnik do przechowywania
  • Instrukcja obsługi z przykładowymi eksperymentami 
Zapytaj o produkt