Metody doświadczalne w analizie konstrukcji Ćwiczenie numer 16
1. Wstęp teoretyczny
Przeprowadzone badanie miało na celu wyznaczenie odkształceń w prętach kratownicy.
Kratownica została obciążona pojedynczą siłą skupioną. Na określonych jej prętach
zamocowane były tensometry dzięki którym możliwy był pomiar naprężeń powstałych po
przyłożeniu danej siły. Badanie rozpoczęliśmy od odczytania wartości naprężeń przy braku
jakiegokolwiek obciążenia, następnie zwiększaliśmy wartość siły w zakresie od 0 do 2kN co
400N, za każdym razem odczytując wartości naprężeń na poszczególnych prętach. Obliczenia
teoretyczne zostały wykonane przy pomocy programu SOLDIS dla siły skupionej
umieszczonej w takim samym miejscu jak podczas badania jednak o wartości równej 1kN.
2. Wyniki pomiarów
Siła P
Odkształcenia w prętach
´ð10-ð6
1 5 6 7 8 10 22
0N 97,9 93,9 60,3 75,9 48,7 45 34,4
400N 136,7 -36 21,7 187,1 29,9 -38,4 50,3
800N 186,5 -120 -8,6 310 20,5 -129,9 83,2
1200N 216,5 -211,9 -54,6 415,9 -8,9 -238,2 89,3
1600N 258,6 -294,6 -99,6 526,7 -30,2 -337,9 114,8
2000N 297,7 -369,5 -131,6 638,2 -49,7 -422,2 137,6
Rysunek 1.1  teoretyczny model badanej kratownicy
Rysunek 1.2  deformacja teoretycznego modelu badanej kratownicy
Artur Kulesza, Szymon Lamparski, Jakub Rudnicki Grupa 8B
Metody doświadczalne w analizie konstrukcji Ćwiczenie numer 16
kN
3. Wykres zależności [ ]
sð (eð )
cm2
800
600
Pręt 1
400
Pręt 5
Pręt 6
200
Pręt 7
Pręt 8
0
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500
Pręt 10
-200
Pręt 22
-400
-600
4. Obliczenia teoretyczne dla P=1kN, E=210GPa, A=0,48 cm2
Obliczenia teoretyczne, wykonane dla modelu teoretycznego przedstawionego na rysunku 1.1
Pręt N [kN] [MPa] [-]
sð eð
0 -0.667
-13,8958333 -6,6
´ð10-ð5
1 0.943
19,64583333 9,36
´ð10-ð5
2 1.333
27,77083333 1,32
´ð10-ð4
3 0.943
19,64583333 9,36
´ð10-ð5
4 -0.943
-19,6458333 -9,4
´ð10-ð5
5 -2.000
-41,6666667 -2
´ð10-ð4
6 -0.943
-19,6458333 -9,4
´ð10-ð5
7 2.667
55,5625 2,65
´ð10-ð4
8 -0.471
-9,8125 -4,7
´ð10-ð5
9 2.000
41,66666667 1,98
´ð10-ð4
10 -2.333
-48,6041667 -2,3
´ð10-ð4
11 -0.471
-9,8125 -4,7
´ð10-ð5
Artur Kulesza, Szymon Lamparski, Jakub Rudnicki Grupa 8B
Metody doświadczalne w analizie konstrukcji Ćwiczenie numer 16
12 0.471
9,8125 4,67
´ð10-ð5
13 1.333
27,77083333 1,32
´ð10-ð4
14 0.667
13,89583333 6,62
´ð10-ð5
15 -1.667
-34,7291667 -1,7
´ð10-ð4
16 0.471
9,8125 4,67
´ð10-ð5
17 -0.471
-9,8125 -4,7
´ð10-ð5
18 -1.000
-20,8333333 -9,9
´ð10-ð5
20 0.471
9,8125 4,67
´ð10-ð5
21 -0.333
-6,9375 -3,3
´ð10-ð5
22 0.471
9,8125 4,67
´ð10-ð5
23 -0.471
-9,8125 -4,7
´ð10-ð5
5. Porównanie wyników
Numer pręta Odkształcenie teoretyczne Odkształcenie doświadczalne (800kN 1200kN)
´ð10-ð6 ¸ð
186,5 216,5
¸ð
9,36
´ð10-ð5
1
-120 -211,9
¸ð
-2
´ð10-ð4
5
-8,6 -54,6
¸ð
-9,4
´ð10-ð5
6
310 415,9
¸ð
2,65
´ð10-ð4
7
20,5 -8,9
¸ð
-4,7
´ð10-ð5
8
-129,9 -238,2
¸ð
-2,3
´ð10-ð4
10
83,2 89,3
¸ð
4,67
´ð10-ð5
22
6. Wnioski
Wyniki uzyskane w doświadczeniu różnią się od tych uzyskanych z obliczeń
teoretycznych. Przyczyn takiego stanu rzeczy należy doszukiwać się przede
wszystkim w małej precyzyjności odczytu (wyniki znacząco zmieniały się w trakcie
dokonywania odczytu, było to spowodowane sprężystością materiału) oraz w
założeniu modelu przegubowego kratownicy w obliczeniach teoretycznych. W
rzeczywistości badana kratownica posiadała połączenia spawane, a nie przegubowe co
wpłynęło na uzyskane wyniki. Powstałe różnice między wartościami obliczeniowymi
a doświadczalnymi mogą być także spowodowane faktem, iż przy sile równej 0kN w
kratownicy występowały już odkształcenia, których nie zakładamy w obliczeniach
teoretycznych.
Artur Kulesza, Szymon Lamparski, Jakub Rudnicki Grupa 8B