Stanowisko badawcze do skręcania płyt warstwowych

ZESPÓŁ AUTORSKI:

Politechnika Poznańska

• Zbigniew Pozorski,
• Szymon Wojciechowski

CO MOŻNA OSIĄGNĄĆ DZIĘKI WYNALAZKOWI?

Przedmiotem wynalazku jest stanowisko badawcze do skręcania płyt warstwowych, za pomocą którego wyznaczana jest rzeczywista sztywność skrętna panelu warstwowego. Stanowisko badawcze do skręcania płyt warstwowych według wynalazku w stosunku do znanych stanowisk do skręcania cechuje prostota obsługi stanowiska (interpretacji wyników) połączona z szerokim zakresem możliwości stosowania stanowiska badawczego. Oś obrotu badanych płyt warstwowych pokrywa się z osią obrotu stanowiska badawczego, co przekłada się na łatwość w interpretacji otrzymanych wyników kąta obrotu badanego elementu w funkcji przyłożonego obciążenia generującego obrót. Dzięki zastosowaniu środków smarujących na elementach ruchomych wszelkie opory ruchu można sprowadzić do marginalnych wartości. Dodatkowo stanowisko badawcze według wynalazku umożliwia badanie płyt warstwowych w szerokim zakresie wymiarów zewnętrznych. Możliwe jest badanie płyt warstwowych o zmiennej wysokości przekroju poprzecznego, a dzięki braku połączenia stanowiska badawczego z drugą podporą badanej płyty, możliwe jest badanie płyt o zmiennej długości.

ISTOTA WYNALAZKU

Stanowisko badawcze do skręcania płyt warstwowych według wynalazku składa się z ramy podporowej. Na poziomej belce ramy, w jej środkowej części znajduje się blok podporowy, do którego mocowane jest ślizgowe łożysko obrotowe. Nadto blok podporowy łączy się ramą za pomocą wspornika bloku podporowego w ramie podporowej. Do piasty ślizgowego łożyska obrotowego mocowana jest tarcza obrotowa posiadająca gniazda montażowe, wewnątrz których montowana jest belka dwuteowa, do której przykładana jest siła obciążająca stanowisko oraz przeciwwaga wykonana także jako belka dwuteowa. Nadto z przodu tarczy obrotowej montowane są belki poprzeczne, do których zamocowane są regulowane w poziomie za pomocą prętów gwintowanych blachy, które stanowią punkt styku z badaną płytą warstwową. Od tyłu tarczy obrotowej natomiast montowane są przeciwwagi, które stanowią balast dla belek poprzecznych, blach oraz ciężaru badanej płyty warstwowej. W korzystnym wariancie ślizgowe łożysko obrotowe składa się z trzpienia łożyska zamontowanego nieruchomo w bloku podporowym ramy podporowej oraz piasty łożyska (ruchoma część łożyska obracająca się na trzpieniu łożyska). Do piasty ślizgowego łożyska obrotowego mocowana jest tarcza obrotowa. Optymalnie pomiędzy blachami a płytą warstwową można wprowadzić warstwę poślizgową o różnym współczynniku tarcia. W trakcie badania, wyznaczania sztywności skrętnej paneli warstwowych, do stanowiska badawczego wprowadzana jest zewnętrzna siła mimośrodowa. Mimośrodowa siła zewnętrzna odpowiada za obciążenie badane elementu podporowym momentem skręcającym. Na długości skręcanego elementu ustawione są czujniki przemieszczeń mierzące przyrost kąta obrotu skręcanego elementu na jego długości. Sztywność skrętna wyznacza jest na podstawie pomiaru względnego przyrostu kąta obrotu na długości badanego elementu, w odniesieniu do względnego przyrostu siły generującej obrót.

POTENCJAŁ KOMERCJALIZACYJNY WYNALAZKU

Stanowisko badawcze do skręcania płyt warstwowych jest wykorzystywane do określenia sztywności skrętnej przekroju poprzecznego elementu. W zaleceniach normowych nie znajdują się wytyczne mówiące o tym w jaki sposób wyznaczać sztywność skrętną elementu warstwowego. W dzisiejszych czasach, w których duży nacisk stawiany jest na budownictwo zrównoważone coraz większe znaczenie będą odgrywały panele warstwowe o wyższych parametrach izolacyjnych, a więc tych, w których grubość rdzenia będzie większa. Będzie to skutkowało zwiększenie wpływu skręcania na globalne zachowanie paneli warstwowych. Aby precyzyjnie określić efekt oddziaływań zewnętrznych na stan naprężeń wewnętrznych w skręcanym panelu warstwowych niezbędna jest znajomość sztywności skrętnej panelu. Zasadne jest, aby powstały tablice do projektowania paneli warstwowych na obciążenia mimośrodowe – skręcające, tak jak ma to miejsce w przypadku zginania.