Ugięcia plastyczne ram portalowych

Nr kat.: STS16
Liczba odwiedzin: 1282
Typ urządzenia Moduł eksperymentalny - wymaga jednostki podstawowej
Poziom kształcenia Uniwersytet techniczny/Politechnika
Wymagane wyposażenie dodatkowe Rama podstawowa STS1 (strona produktukarta katalogowa angielska)
Opcjonalne wyposażenie dodatkowe Zestaw ram portalowych (12 szt.) - STS16a
Karta katalogowa produktu (ENG) Link »»»
Katalog produktów producenta

STS16 ugięcia plastyczne ram portalowych

Moduł do badania zginania plastycznego ram portalowych (STS16) 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 ram portalowych wykonanych z walcowanej na gorąco stali miękkiej. Zastosowany materiał cechuje się szerokim obszarem występujących odkształceń plastycznych. Ramy tego typu stosowane są przy budowie budynków przemysłowych i hal produkcyjnych o dużej kubaturze wewnętrznej.

 

Studenci mocują ramę portalową za pomocą bloczków mocujących symulujących warunki sztywnego utwierdzenia punktów podparcia, a następnie przykładają obciążenie. Wbudowane czujniki obciążenia mierzą wartość przyłożonej siły, a wskaźniki odkształcenia mierzą wynikowe ugięcie ramy. Każdy z czujników obciążenia przykłada i mierzy obciążenie (pomiar odbywa się za pośrednictwem przewodów elektrycznych) pod kątem 90 stopni do ramy portalowej. Pozwala to zachować kierunek przykładanego obciążenia w miarę odkształcania się ramy.

 

Studenci przykładają do ramy portalowej obciążenie w kierunku poziomym, pionowym, lub obciążenie złożone, powodując tym samym jej ugięcie. Początkowo obserwowane jest zginanie sprężyste, które przechodzi w obszar zginania plastycznego, czyli trwałego odkształcenia. Występują zjawiska zwiotczenia/zniszczenia plastycznego (ang. plastic collapse) ramy i tworzenia się przegubu plastycznego (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. Wprowadza się również zagadnienie interakcji pomiędzy obciążeniami pionowymi i poziomymi oraz tworzenie wykresu ich wzajemnych oddziaływań w celu przewidzenia formy uszkodzenia ramy. 

 

Wyniki badań porównywane są z wartościami teoretycznymi oszacowanymi na podstawie równań 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.

 

Wskażniki ugięć posiadają wbudowane wyświetlacze, ale razem z czujnikami obciążenia mogą być podłączone 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 konstrukcjach ramowych i kratownicach 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:

STS16 oprogramowanie VDAS

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 ram portalowych (STS16) posiada:

  • dwie zakładki, umożliwiające przeprowadzenie eksperymentu w trybie akwizycji danych (z podłączeniem modułu STS16) lub w trybie symulacji
  • trzy rodzaje przeprowadzanych eksperymentów - obciążenie pionowe, poziome lub złożone:
    • w trybie akwizycji danych definiowane na podstawie automatycznych odczytów czujników obciążenia
    • w trybie symulacji wybierane z rozwijanej listy
  • edytowalne obszary danych wejściowych i danych wyjściowych
    • w trybie symulacji dodatkowo możliwość predefiniowania kształtu i wymiarów przekroju ramy portalowej
  • 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 ram portalowych
  • Obciążenie krytyczne i występowanie zjawiska formowania przegubów plastycznych (ang. plastic hinges)
  • Granica plastyczności
  • Odkształcenia powodowane przyłożeniem do ramy portalowej obciążenia pojedynczego lub obciążeń złożonych
  • Tworzenie wykresu wzajemnych oddziaływań (ang. interaction diagram)
  • Kształt zniszczonej konstrukcji ramowej z powodu formowania się przegubu
  • Wprowadzenie do metody stanów granicznych (ang. limit state design)
  • Współczynnik kształtu 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.

Zestaw 12 ram portalowych do modułu STS16 – STS16a

Zestaw 12 konstrukcji ramowych do przeprowadzania eksperymentów z zakresu zginania plastycznego ram na module doświadczalnym STS16. Konstrukcje o wymiarach 200 mm x 300 mm i przekroju 3.2 mm x 12.7 mm wykonane są ze stali miękkiej walcowanej na gorąco.

Wymiary i masa:

  • 950 mm x 130 mm x 520 mm, 24 kg

Minimalna powierzchnia blatu:

  • Jak rama STS1: 1500 x 600 mm

Dodatkowo w zestawie:

  • Główna rama z bloczkami do mocowania modelu ramy portalowej z przymocowanymi wskaźnikami odkształcenia o dokładności pomiaru 0,01 mm
  • Czujniki obciążenia w kierunku poziomym i pionowym o pojemności 650 N
  • Dziewięć próbek ram portalowych o wymiarach 200 mm x 300 mm i przekroju poprzecznym 3,2 mm x 12,7 mm wykonanych ze stali miękkiej walcowanej na gorąco
  • Cztery przewody
  • Klucze imbusowe do mocowania ram
  • Suwmiarka
  • Pochyłomierz
  • Pojemnik do przechowywania
  • Instrukcja obsługi z przykładowymi eksperymentami 
Zapytaj o produkt