16

6.3. Stanowiskowe badanie zmęczeniowe ustrojów kratowych

Omówione wcześniej kratownice 4-polowe stanowiły przedmiot badań zmęczeniowych, które przeprowadzono, aby zbadać wpływ przyrostu sztywności węzłów, wywołany zwiększeniem sztywności giętnej prętów wykratowania, na wytrzymałość zmęczeniową ustrojów kratowych. Każdą serię kratownic zbadano przy stałym obciążeniu powodującym pęknięcia zmęczeniowe w zakresie 10⁵ < N < 10⁶ cykli zmian obciążenia, co pozwoliło na uzyskanie dla każdej serii kratownic punktu leżącego na krzywej Wóhlera określonego wg M.B. Freudenthala.

Badania przeprowadzono na omówionym wcześniej stanowisku badawczym dla następujących parametrów obciążenia każdej serii kratownic:

-    obciążenie minimalne P_min = 10,5 kN,

-    obciążenie maksymalne P_max =105 kN,

-    obciążenie tętniące dla r - 0,1 o przebiegu sinusoidalnym przy częstotliwości 3,3 Hz.

Badany układ zabezpieczono przed przeciążeniem w trakcie badań, programując ograniczenie przebiegu dynamicznego siły oraz przemieszczenia. Ograniczenie dla przebiegu sił (sygnał sterujący) wynosiło P_max = 106 kN, P_min = 9 kN. Ograniczenie dla sygnału przemieszczenia uwarunkowane było strzałkami ugięcia badanych kratownic i było większe o 1,0 mm od wartości maksymalnych ugięć.

W tabeli 6.3 (na wklejce) przedstawiono opis obserwacji postępującego procesu zniszczenia zmęczeniowego prętów badanych ustrojów kratowych.

W trakcie badań prowadzono obserwację rozwijania się pęknięć zmęczeniowych. Jako kryterium zniszczenia zmęczeniowego przyjęto całkowite pęknięcie pręta kratownicy. W oparciu o kryteria mechaniki pękania i wzór Parisa określono graniczną liczbę cykli dla prętów badanej konstrukcji dla których prowadzono obserwację rozwoju pęknięcia, przyjmując inicjacyjną żywotność konstrukcji A) do momentu powstania stwierdzonej szczeliny o długości a₀ = 2,5 mm. Przykładowo przedstawiono obliczenie trwałości dla pręta 80-66 w przy węzłowym przekroju węzła 80 (rys. 6.7 i 6.12).

Rys. 6.12. Schemat prętowy badanych kratownic z identyfikacją prętów oraz lokalizacją pęknięć zmęczeniowych; 1-8 - numery pęknięć

103