Натурний експеримент та комп’ютерне моделювання згину балки з будівельним вигином

Анотація

Проведене експериментальне дослідження ефективності балки з будівельним вигином. Для проведення натурного дослідження прогинів балки розроблена і сконструйована спеціальна експериментальна установка. Зразки балок виготовлено FDM 3D друком із coPET. Надруковано три типи експериментальних зразків балки: з прямою віссю (модельна балка), з вигином 100% та 200%. Моделювалася робота двохопорної балки з жорстко затисненими кінцями під зосередженим навантаження посередині балки. Вимірювався прогин під навантаженням. Проведені серії завантажень експериментальних зразків балок силою F=0-200 Н з приростом сили ΔF=10 Н. Побудовані діаграми залежності прогину модельної та вигнутих балок від навантаження. Виявлено ефект балки нульового прогину. Для перевірки результатів експериментальних випробувань робота досліджуваних балок аналітично та чисельно. Аналітичне моделювання дозволило модифікувати модуль пружності структури матеріалу 3D друку зразків. Результатами комп’ютерного моделювання у ПК ЛІРА узгоджуються з результатами експерименту та результатами аналітичного розрахунку. Візуалізація досліджень виконана у ПК FUSION. Вона в кольорі демонструє розподіл прогинів балки по довжині та ефективність балок з вигином щодо зменшення значень прогинів при збільшенні величини будівельного вигину. Проведені дослідження є черговим вкладом у вивчення явища будівельного вигину. Метою досліджень є розробка практичних технологій застосування будівельного вигину у реальному будівництві. Показана можливість використання технології 3D друку у натурному моделюванні конструкційних елементів будівельних споруд. Помічена залежність механічних характеристик структур 3D друку від режиму друку та параметрів мононитки.