АНАЛІЗ УШКОДЖЕНОСТІ МАТЕРІАЛУ КОНСТРУКЦІЙ

Анотація

Здатність матеріалів зберігати необхідний набір властивостей при дії на конструкцію експлуатаційних навантажень, визначається змінами структури, які виникають при таких навантаженнях.

З перших днів експлуатації при дії силових факторів, навколишнього середовища та часу міцністні та деформаційні властивості конструкцій будівель та споруд змінюються.

Рішення головної задачі будівельної науки – зниження матеріалоємності в будівництві, нерозривно зв’язане з необхідністю постійного вивчення та уточнення міцностних і деформативних характеристик будівельних матеріалів і конструкцій, а також зміною несучої здатності конструкцій з часом і оцінка резерву працездатності (ресурсу) при заданих зовнішніх силових навантаженнях. Виходячи із принципового положення про те, що при дії навантаження в матеріалі конструкції проходить процес деформування, який супроводжується необоротними процесами – з’явленням, розвитком та накопиченням ушкоджень структури матеріалу, які внаслідок приводять до руйнування, приходимо до висновку о необхідності старанного вивчення міцності дерев’яних конструкцій з урахуванням цього явища.

Назріла необхідність всебічно дослідити питання накопичення ушкоджень в дерев’яних конструкціях при дії навантаження, та зв’язані з цим процеси зміни площі поперечного перерізу та несучої здатності і використати результати дослідження при розрахунку конструкцій. Це дає можливість знизити матеріалоємність та зробити перерізи дерев’яних конструкцій більш економічними, а також дозволяє уникнути надмірних запасів міцності.

Тому є важливим виявленням фіксація тріщин і внутрішніх поверхонь розділу матеріалу, що дозволяє кількісно оцінити інтегральне пошкодження матеріалу конструкції для прогнозування його безпечного функціонування.

Авторами розглянуті аналітичні залежності для опису десемінірованих ушкоджень, які витікають із фізичних міркувань, або будуються із деяких механічних моделей процесу тривалого руйнування. Були видані три основні типи моделей: силові, деформаційні та енергетичні.

Проведені експериментальні дослідження епюри нормальних напружень дають можливість візуально зафіксувати утворення складок в стиснутій зоні, а також вирахувати значення миттєво-пружної та в’язко-пружної складової повної деформації.

Міра накоплення ушкоджень в матеріалі – ушкодженість. В даній роботі ушкодженість була вирахувана по відомим конкретним параметрам матеріалу: по прогинам, відносним деформаціям та зміні кількості сигналів акустичної емісії.

Побудовані графіки залежності ушкодженості від навантаження:

- по розвитку прогинів;

- по розвитку фібрових деформацій;

- по розвитку прогинів та акустичній емісії (відносне навантаження);

- по розвитку фібрових деформацій (відносне навантаження).

Ця наукова робота є логічним продовженням попередніх досліджень ушкоджень дерев’яних конструкцій. В статті приведені результати експериментальних досліджень міцності та деформування дерев’яних балок при дії статичних навантажень. Напрям удосконалення методики проектування конструкцій із деревини та визначення залишкового ресурсу їх ще не знайшли відображення в технічній літературі. Тому необхідно проводити його всебічне дослідження.