Raport de Cercetare

 

Grant: CNCSIS tip E: "Stand experimental pentru încercări ciclice"

Autor: prof.dr.ing. Dan Dubină

Universitatea "Politehnica" din Timișoara

 

1. Dispozitiv hidraulic de prindere a specimenelor

Echipamentul achizitionat reprezinta un sistem hidraulic de prindere a epurevetelor pentru masina universala UTS RSA250.

Prinderea hidraulica a specimenelor permite o fixare corecta a specimenelor in masina de incercat, indiferent de grosimea si finisajul acestora, si de forta aplicata. In plus, avantajul principal al acestui sistem de prindere il constiuie posibilitatea efectuarii unor incercari ciclice alternante (intindere-compresiune), necesare pentru simularea actiunii seismice, dar nu numai.

Incercarile care pot fi efectuate cu ajutorul sistemului de prindere hidraulic includ incercari pe materialul de baza, dar si incercari pe imbinari sudate sau cu suruburi.

Incercari similare au mai fost efectuate in cadrul laboratorului CEMSIG, dar din cauza bacurilor mecanice cu prindere prin frecare nu a fost posibila aplicarea incasrcarii ciclice alternante, ci doar ciclice pulsante, si nici a specimenelor foarte subtiri (sub 3 mm).

 

               

Figura 1: Presa universala UTS RSA250 si montajul pentru incercarea imbinarilor sudate

2. Achiziționarea dispozitivului hidraulic de prindere a specimenelor

Sistemul hidraulic de prindere a specimenelor propus spre achizitionare este produs de firma ZWICK/ROELL, cu sediul in Ulm, Germania si comercializat de firma SARTOROM IMPEX s.r.l. cu sediul in Bucuresti Romania.

Firma ZWICK/ROELL (Germania) este unul dintre liderii mondiali in domeniul incercarilor de materiale. Alti producatori de varf a echipamentelor de testare sunt INSTRON (SUA), MTS (SUA) si Shimadzu (Japonia).

Avantajele sistemului hidraulic de prindere includ:

- echipamentul este adecvat pentru toate tipurile de specimene de forma rotunda sau plata realizate din materiale metalice sau ne-metalice rezistente.
- sistemul este dotat cu niste caneluri l apartea inferioara, care permit prinderea unor celule de forta mai mici sau a altor echipamente specifice incercarii
- forma excentrica a pistonului permite prinderea sigura chiar si specimenelor celor mai scurte
- suprafata universala a capului de prindere si cursa mare a pistonului reduc necesitatea schimbarii falcilor de prindere

 

Figura 2: Dispozitivul hidraulic de prindere a epruvetelor

Avantaje principale ale producatorului ZWICK/ROELL sunt:
- ZWICK/ROELL a preluat compania UTS producatorul masinii universale UTS RSA250. Aceasta cunoaste constructia masinii din dotarea laboratorului, ceea ce permite modernizarea fara probleme a masinii, produsele firmei fiind compatibile cu masina universala din dotarea laboratorului.
- ZWICK/ROELL este reprezentata in Romania de SARTOROM IMPEX s.r.l. cu sediul in Bucuresti, ceea ce usureaza considerabil procedura de livrare, de efectuarea a platii si de instalare a produsului, diminuand in acelasi costurile aferente instalarii si intretiniirii echipamentului.

Dupa cunostintele noastre, celelalte firme concurente: INSTRON (SUA), MTS (SUA) si Shimadzu (Japonia) nu sunt reprezentate in Romania. Aceasta, impreuna cu amplasarea geografica mai departata a acestora creste costurile de transport si service. Pe de alta parte, diferentele existente intre tehnologiile utilizate de diverse firme, face aproape imposibila adaptarea produselor unor terte parti la masina din dotare, de productie germana (UTS).

Dotarea preconizata va permite, pe de o parte, simularea prin experiment a unor incarcari seismice ciclice cu diferite viteze si urmarirea consecintelor acestora asupra performantei materialelor si a imbinarilor sudate si cu suruburi, iar pe de alta parte, implementarea metodologiei de experimentare, analiza si interpretare a rezultatelor, in cadrul calculului de rezistenta si ductilitate la oboseala oligociclica, respectiv a modelelor de degradare progresiva si cumulativa pentru materiale metalice si imbinarilor acestora.

3. Valorificarea dotării

Presa UTS RSA 250 funcționează în cadrul Centrului de Excelență CEMSIG. Dotarea cu bacuri hidraulice a presei UTS RSA 250 va extinde și completa capacitatea experimentală a centrului. Din dotările existente se menționează standul experimental dotat cu doi actuatori QUIRI, de 500kN și 1000 kN, care permit încercări în regim static și dinamic pe subansamble structurale la scara 1:1.

În acest an, în cadrul laboratorului de structuri CEMSIG s-au efectuat încercări experimentale în cadrul granturilor CNCSIS precum si pentru firme private, s.c. LINDAB s.r.l. și s.c. Hainmann s.r.l. Rezultatele au fost incluse în lucrări cu care s-a participat la conferințe internaționale de prestigiu:

Dubina, D., Stratan, A., Ciutina, A., Nagy, Zs. (2004). "Experimental Research on Monotonic and Cyclic Performance of Joints of Cold-Formed Pitched Roof Portal Frames". Proc. "The Second International Conference on Steel & Composite Structures ICSCS’04", Ed. Chang-Koon Choi, Hwan-Woo Lee, Hyo-Gyong Kwak, ISBN 89-89693-13-6-98530. 2-4 September 2004, Seoul, Korea. pp: 176-190.

Dubina, D., Stratan, A., Ciutina, A., Fulop, L., Nagy, Zs. (2004). "Monotonic and cyclic performance of joints of cold formed steel portal frames", Thin-Walled Structures: Advances in Research, Design and Manufacturing Technology, Ed. J. Loughlan, IOP, ISBN 0 7503 1006 5, proceedings of the Fourth International Conference on Thin-Walled Structures, Loughborough, UK, 22-24 June 2004. pp: 381-388.

Figura 3: Standul experimental cu actuatori QUIRI

Dubina, D., Stratan, A., Ciutina, A., Fulop, L., Nagy, Zs. (2004). "Strength, stiffness and ductility of cold-formed steel bolted connections", ECCS/AISC Workshop: Connections in Steel Structures V: Innovative Steel Connections, June 3-5, 2004, Radison SAS Hotel, Amsterdam, Holland.

Dubina, D., and I.M. Cristutiu, (2004). "Buckling strength of pitch-roof portal frames of class three and four tapered sections". Fourth International Conference on Coupled Instabilities in Metal Structures - CIMS'04, Rome, Italy, 27-29 september 2004.

În perspectiva imediata, centrul de excelență CEMSIG și laboratorul acestuia (deci și achiziția) vor fi implicate în ample cercetări experimentale în cadru proiectului Uniunii europene, FP6 "PROHITECH" ("Earthquake Protection of Historical Buildings by Reversible Mixed Technologies") FP6-2002-INCO-MPC-1, nr. PL 509119.