Учёные БГТУ имени Шухова собрали специальную установку для испытаний строительных фрагментов на чистый изгиб. На ней можно тестировать образцы из бетона, стали и полимеров длиной до 4,5 метров.
В чём суть разработки
Основу установки составляет сборная стальная двухуровневая рама переменной высоты. Проще говоря, это мощный «силовой каркас», который можно адаптировать под разные задачи. Он позволяет испытывать элементы высотой до 1 метра, что покрывает потребности как текущих, так и будущих испытаний в строительной отрасли.
Нагрузка создаётся с помощью спаренных гидравлических домкратов (силовых цилиндров) разной мощности — 40, 100 и 300 кН (килоньютонов). Объединяя их в общую систему, можно создать суммарное усилие до 600 кН. Такой мощности достаточно, чтобы испытать на изгиб вплоть до полного разрушения конструкции из большинства современных строительных материалов.
Как возникла идея и как всё устроено
Для точных измерений команда сконструировала и самостоятельно изготовила на 3D-принтере механические индикаторы. Эти устройства фиксируют малейшие деформации в ключевых точках испытываемого образца. Одновременно комплект выносных камер ведёт полную видеосъёмку процесса, создавая многоточечный видеоархив испытания.
Всё это в комплексе позволяет детально и безопасно изучить процесс разрушения: видеть, как именно и в какой последовательности появляются трещины и деформации в самых нагруженных участках конструкции. Помимо этого — непрерывно фиксировать данные (записывать параметры перемещения и нагрузки в реальном времени вплоть до момента, когда образец сломается), строить точные графики и на основе полученных данных автоматически составлять диаграммы «момент-прогиб» и «момент-кривизна», которые наглядно показывают, как конструкция ведёт себя на разных этапах нагрузки.
Фактический результат испытаний — это не просто бумажный протокол, а полноценный видеофайл, который передаётся заказчику. Такой видеоотчёт является современным и наглядным документом, к которому можно возвращаться снова и снова, например, для сравнительного анализа при испытании новых материалов.
Кому полезна разработка
«Широкая номенклатура вариантов сборки установки и сменных силовозбудителей позволяет испытывать элементы от предельно гибких до исключительно жёстких. Величина фиксируемых деформаций не ограничена: испытывать можно как типовые несущие, так и нестандартные строительные конструкции, используемые, например, в агроиндустрии или при отделке зданий», — рассказал автор разработки, ассистент кафедры экспертизы и управления недвижимостью БГТУ имени Шухова Блессинг Ньякабаву.
Развитие проекта
Установка уже доказала свою востребованность на практике.
«Технология испытаний уже нашла свой индустриальный спрос: инженеры кафедры выполнили сравнительные испытания на изгиб альтернативных технических решений устройства полов на животноводческом производстве для одного из крупных производителей сельскохозяйственной оснастки Саратовской области. В предстоящем цикле — испытания сборно-монолитных железобетонных элементов, моделирующих реальную работу колонны в фундаменте, и получение ряда практически полезного результата в интересах одного их крупных производителей арматурных изделий для сборных многоэтажных каркасов», — поделился текущими планами руководитель проекта, заведующий кафедрой экспертизы и управления недвижимостью БГТУ имени Шухова Андрей Наумов.
#БГТУ_наука