Technology Team Systemy monitorowania konstrukcji

Dla zbadania poprawności otrzymywanych z systemu monitorowania wyników poziomu obciążenia elementów konstrukcji przeprowadzono odpowiednie obliczenia oraz doświadczalnie sprawdzono poprawność działania systemu. Ze względu na to, iż opracowano dwie metody określenia stanów granicznych: metoda obliczeniowa i metoda obciążeń próbnych, dokonano porównania tych dwóch metod w pierwszej kolejności dokonując teoretycznych obliczeń dla założonego elementu konstrukcyjnego oraz dokonania obciążeń próbnych identycznego elementu konstrukcyjnego. Taki tok postępowania pozwala porównać opracowane metody oraz określić skuteczność systemu monitorowania konstrukcji jak również określić poziom obciążenia konstrukcji Q przy jakim użytkownik winien zostać poinformowany o zbliżającym się stanie granicznym nośności (również z uwzględnieniem czasu jaki należy zarezerwować dla podjęcia odpowiednich działań ograniczających niekorzystny trend).

Jako dane wejściowe do obliczeń oraz doświadczeń założono:


  1. Belka stalowa (pręt) posiada parametry:
    • wysokość h = 0,00545 m;
    • szerokość b = 0,0482 m;
    • długość l = 0,65 m;
    • moduł Younga dla stali E=210*109 Pa;
  2. Belkę obciąża się w schemacie statycznym wspornikowym;
  3. Jako stan graniczny nośności przyjęto wartość obciążenia Q=15,70 N;
  4. Belkę obciążano obciążeniem o wartościach 0%, 25%, 50%, 75%, 100% wartości Q i obliczano oraz odczytywano naprężenia;
  5. Elementem pomiarowym był czujnik tensometryczny umocowany na początku zginanej belki o stałej k = 2,15;

Wyniki obliczeń występujących w elemencie konstrukcyjnym naprężeń oraz wyniki pomiarów naprężeń od przyłożonych obciążeń próbnych przedstawia poniższa tabela oraz wykres porównawczy:

Pomiar Masa [kg] Ciężar Q [N] [MPa] [MPa] Różnica [%]
0 0,00 0,00 (0% Q) 0,00 0,00 0 %
1 0,40 3,92 (25% Q) 10,16 10,69 5,21 %
2 0,80 7,85 (50% Q) 21,11 21,37 1,27 %
3 1,20 11,77 (75% Q) 30,47 32,07 5,25 %
4 1,60 15,70 (100% Q) 40,24 42,76 6,26 %


Wykres naprężeń

Porównanie otrzymanych wartości naprężeń od obciążeń próbnych i obliczeniowych wykazuje, że są one bardzo zbliżone. Różnica otrzymanych wartości jest rzędu 5% i może wynikać z niedokładności przyłożonej siły, niedokładności pomiarów wymiarów belki, niedokładności związanej z odczytem względnego przyrostu napięcia tensometru, niejednorodności struktury materiału. Właśnie z tych względów poziom, przy jakim opisywany system winien informować użytkownika o zbliżającym się stanie granicznym powinien zawierać taką tolerancję, która pozwoli wyeliminować ewentualne błędy metod obliczeniowych i rzeczywistego próbnego obciążenia, jak również przewidzieć czas na reakcję użytkownika na zbliżający się stan graniczny (poprzez na przykład ograniczenie działania obciążeń na element konstrukcyjny).

W tym celu alarm informujący ustawia się w ten sposób, aby informacja o zbliżającym się stanie granicznym nośności przekazywana była przy poziomie obciążenia rzędu 80% - 90% wartości Q.

Zobacz też szczegółowe obliczenia metodami: metoda obliczeniowa i metoda obciążeń próbnych.



[Strona główna] [Wstęp - metodyka projektowa] [Cel opracowania systemu] [Istota systemu] [Metody wykonania]-->
[Metoda obciążeń próbnych] [Metoda projektowa]<-- [Piszą o...] [Ochrona intelektualna] [Kontakt]
[Zobacz wersję demo wizualizacji wyników otrzymywanych z systemu monitoringu]

Copyright © 2007 Technology Team - Makuch Krzysztof