Laboratória katedry

Transmisná fotoelasticimetria (B418)

Zodp. osoba: doc. Ing. Miroslav Pástor, PhD.

Umiestnenie: Letná 9, Hlavná budova, 4. posch., B-blok

V súčasnosti sa na predikciu možných porušení nosných konštrukcií s výhodou využívajú metódy numerického a experimentálneho modelovania. Aj keď v súčasnosti existujú programové produkty umožňujúce analýzu napäťových a deformačných polí tvarovo zložitých konštrukcií, je nutné mať na zreteli, že výstupy týchto výpočtov sú závislé predovšetkým na zadaných vstupných veličinách medzi ktoré patria predovšetkým geometrické charakteristiky, materiálové charakteristiky, zaťažujúce silové veličiny ale i okrajové podmienky je potrebné verifikovať experimentálnymi metódami. Jednou z optických experimentálnych metód je transmisná fotoelasticimetria, ktorá umožňuje okamžite identifikovať kritické miesta, zvýrazňovať oblasti s nízkymi a vysokými hladinami napätí, presne merať špičky napätí a určovať napäťové koncentrácie v okolí otvorov, drážok, zaoblení a iných potenciálnych poruchových oblastí. Okrem toho umožňuje optimalizovať rozloženie napätí v strojných súčiastkach s cieľom znižovať ich hmotnosť a zvyšovať spoľahlivosť, určovať hlavné normálové napätia a ich smery v rôznych bodoch modelu, opakovane realizovať meranie pri rôznych zaťaženiach bez toho, aby bolo potrebné vyrobiť nový model, zisťovať pružné deformácie a zaznamenať redistribúciu deformácií v plastickej oblasti.

Transmisná fotoelasticimetria má praktický význam pre konštruktérov a vývojárov hlavne z dôvodu získania rýchleho prehľadu o rozložení polí napätí v súčiastkach a zariadeniach pri definovanom type zaťaženia. Erudovaným odborníkom poskytuje celkové informácie nedosiahnuteľné "slepým" meraním napätí v bode. Uplatnením základných princípov modelovej podobnosti možno výsledky získané experimentálnym meraním transformovať na reálne konštrukcie a zariadenia.

Transmisná fotoelasticimetria (B418)


Zameranie laboratória

Laboratórium je zamerané na celopoľovú napäťovú a deformačnú analýzu tvarovo zložitých súčiastok využitím zákonov modelovej podobnosti s cieľom:

  • určiť miesta koncentrácie napätí a kvantifikovať veľkosť napätí a deformácií v týchto miestach,
  • zvýrazňovať oblasti s nízkymi a vysokými hladinami napätí,
  • optimalizovať rozloženie napätí v strojných súčiastkach s cieľom znižovať ich hmotnosť a zvyšovať spoľahlivosť,
  • navrhnúť postup eliminácie špičiek napätí tak, aby došlo k ich zníženiu na požadovanú hodnotu,
  • určiť hlavné normálové napätia a ich smery v rôznych bodoch modelu.
Výhodou transmisnej fotoelasticimetrie je možnosť opakovane realizovať meranie pri rôznych zaťaženiach bez toho, aby bolo potrebné vyrobiť nový model.

Ciele laboratória

  • Získať poznatky o možnostiach a aplikácii experimentálnych optických metód mechaniky v technickej praxi.
  • Oboznámiť študentov s miestom a úlohou experimentálnych metód pri riešení zložitých úloh a technických problémov inžinierskej praxe experimentálnym modelovaním v súčinnosti s výpočtovým a numerickým modelovaním.
  • Prehĺbiť teoretické znalosti a technické zručnosti študentov pri návrhu a realizácii samotného experimentálneho merania.
  • Rozvíjať ich schopnosti voľby správnych metód a prostriedkov experimentálnej mechaniky a schopnosti vytvárať relevantné závery z realizovaných experimentálnych analýz, vedúcich k vyriešeniu vedeckých a technických problémov experimentálnym modelovaním.

Prístrojové vybavenie laboratória

  • Transnisný polariskop Model 060

Ukážky praktických aplikácií

Pri rovinných úlohách možno pre verifikáciu výsledkov výpočtov využiť transmisnú fotoelasticimetriu, ktorá ja založená na analýze šírenia svetelných vĺn prechádzajúcich modelmi z opticky citlivých materiálov. Jej výhodou je uplatnenie aj na modeloch zložitejších tvarov s náhlymi zmenami rozmerov resp. s vrubmi spôsobujúcimi koncentráciu napätí.

1. Analýza nosného prvku konzolového nosníka
Analýza nosného prvku konzolového nosníka

2. Celopoľová analýza v okolí koncentrátorov napätia
Analýza nosného prvku konzolového nosníka

3. Analýza nosného prvku strešnej konštrukcie
Analýza nosného prvku konzolového nosníka


Back Späť na zoznam laboratórií

Kontakt

Katedra aplikovanej mechaniky a strojného inžinierstva
Strojnícka fakulta
TUKE
Letná 9
042 00 Košice
Slovensko

tel.: +421 55 602 2461 (Sekretariát)

TUKE na mape

TUKE SjF
UK MAIS
Pošta TUKE Telefónny zoznam