ДОСЛІДЖЕННЯ СКЛЯНИХ БАЛОК НА ЧОТИРЬОХТОЧКОВИЙ ЗГИН З ВИКОРИСТАННЯМ МЕТОДУ КОРЕЛЯЦІЇ ЦИФРОВИХ ЗОБРЖЕНЬ
DOI:
https://doi.org/10.32347/2522-4182.12.2023.16-26Ключові слова:
Скло;, кореляція цифрових зображень., скляна балка;, чотирьох точковий згин;, міцність скла на згин;Анотація
Основні елементи скляних конструкцій, які зазвичай використовуються в будівництві це елементи які працюють на згин. Застосування скляних балок з великим співвідношенням висоти перерізу до його ширини найчастіше можна зустріти у практичному використанні.
Для даного типу конструкцій характерне явище втрати стійкості із площини.
Оптичні методи дослідження все більше набувають популярності у зв’язку із зручністю та відсутністю прямого контакту із дослідним зразком. Таким методом дослідження є метод кореляції цифрових зображень. У загальному випадку метод потребує спеціалізованого апаратного забезпечення та для окремого експерименту без необхідності записувати зображення на високій швидкості, перспективним є і використання загальнодоступного користувацького без дзеркального фотоапарата у якості пристрою записування.
Предметом дослідження було вибрано скляні балки які працюють на чотирьох точковий згин.
Для дослідження було виготовлено шість скляних двох шарових балок. Дослідження балок відбувалось із ступеневим приростом навантаження на спеціальній дослідній установці, виготовленій для дослідження скляних балок. Відносні деформації було записано за допомогою методу кореляції цифрових зображень та механічних екстензометрів. Описано методику використання без дзеркальних фотокамер з кольоровою матрицею для дослідження скляних балок на чотирьох точковий згин.
Методика полягала у виборі правильного обладнання та визначенні характеристик фотокамери для отримання більше інформації з зображень та підготовки їх для аналізу. Зображення були обезбарвлені та налаштовано баланс білого
з використанням фоторедактора. Готові до аналізу зображення передавались в спеціалізоване програмне забезпечення GOM Correlate Pro.
Виконано дослідження скляних балок на чотирьох точковий згин. Значення максимальних напружень були отримані за допомогою рівняння рівноваги перерізу, відносних деформацій отриманих згідно з показами механічних приладів та методу кореляції цифрових зображень.
Руйнування скляних балок відбулось пошарово із початковим утворенням тріщини у нижній найбільш розтягненій зоні далі тріщина поширилась із тюльпаноподібним характером до верхньої зони Метод кореляції цифрових зображень при використані загальнодоступного користувацького апаратного забезпечення показав себе добре, часто показуючи значення руйнівних на пружень близьких до теоретичних значень отриманих розрахунком. Рекомендовано використовувати даний метод для подальших досліджень.
Посилання
Демчина Б.,Визначення фізико-механічних властивостей скла на згин за допомогою двопараметричного розподілу Вейбулла. / Сурмай С., Ткач Р., Гула В //Зб. наук. праць Будівельні конструкції. Теорія і практика., Київ.: КНУБА.-2020.- № 6. С. 94–113.
https://doi.org/10.32347/2522-4182.6.2020.94-113.
Gdoutos E., Digital Image Correlation (DIC) //Solid Mechanics and its Applications. Springer Science and Business Media B.V., 2022. Vol.
P. 251–259.
http://dx.doi.org/10.1007/978-3-030-89466-5_12.
Coult G., The skypool: bringing architectural imagination to life // Glass Structures and Engineering. Springer Science and Business
Media Deutschland GmbH, 2021. Vol. 6, № 3. P.353–373.
https://doi.org/10.1007/s40940-021-00158-6.
O’Callaghan J., Coult G., An all-glass cube in New York city / Proceedings of the 2008 Structures Congress - Structures Congress
: Crossing the Borders. American Society of Civil Engineers (ASCE), 2008. Vol. 314.
https://doi.org/10.1061/41016(314)74.
Демчина Б.Г., Черевко М.В., Дослідження міцності та деформативності скляних балок з вертикальним розміщенням шарів // Вісник Національного університету Львівська політехніка. Теорія і практика будівництва.
№ 823. 113–116 p.
X. Huang, The lateral torsional buckling behavior of laminated glass beams / M. Cui, Q. Liu, and J. Nie // International Journal of
Structural Stability and Dynamics, vol. 20, no. 7, Jul. 2020.
http://dx.doi.org/10.1142/S0219455420500807.
A. Luible, D. Schärer, Lateral torsional buckling of glass beams with continuous lateral support //Glass Structures & Engineering 2016
:1, vol. 1, no. 1, pp. 153–171, Mar. 2016.
DOI: 10.1007/s40940-016-0008-3.
D. Sonck, J. Belis, Elastic lateral-torsional buckling of glass beams with continuous lateral restraints // Glass Structures and Engineering,
vol. 1, no. 1, pp. 173–194, Jun. 2016.
DOI: 10.1007/s40940-016-0023-4.
O. Pešek, J. Melcher, Lateral-Torsional Buckling of Structural Glass Beams. Experimental, Theoretical and Numerical
Analysis // International Journal of Structural and Civil Engineering Research, pp. 323–330, 2018.
http://dx.doi.org/10.18178/ijscer.7.4.323-330.
C. Louter, Exploratory experimental investigations on post-tensioned structural glass beams / J. Cupać, J.-P. Lebet // Journal of
Facade Design and Engineering, vol. 2, no. 1–2, pp. 3–18, 2014.
http://dx.doi.org/10.3233/FDE-130012.
W. H. Peters , W. F. Ranson, Digital Imaging Techniques In Experimental Stress Analysis, //Optical Engineering vol. 21, no.3, pp. 427–431, Jun. 1982
https://doi.org/10.1117/12.7972925.
M. Badaloni, Out-of-Plane motion evaluation and correction in 2D DIC / , P. Lava, M. Rossi, G. Chiappini, D. Debruyne // Conference
Proceedings of the Society for Experimental Mechanics Series, vol. 3, pp. 181–187, 2016.
https://doi.org/10.1007/978-3-319-22446-6_23.
R. Fouque, Stereo digital image correlation: Formulations and perspectives /, R. Bouclier, J.C. Passieux, J. N. Périe // Comptes Rendus -
Mecanique, vol. 349, no. 3, pp. 453–463, 2021.
http://dx.doi.org/10.5802/crmeca.93.
H. C. Biscaia, Using digital image correlation to evaluate the bond between carbon fibrereinforced polymers and timber / J. Canejo, S.
Zhang, R. Almeida // Struct Health Monit, vol. 21, no. 2, pp. 534–557, Mar. 2022.
https://doi.org/10.1177/14759217211006021.
Y. Blikharskyy, Review of Development and Application of Digital Image Correlation Method for Study of Stress–Strain State of RC
Structures / N. Kopiika, R. Khmil, J. Selejdak, Z.Blikharskyy // Applied Sciences (Switzerland), vol. 12, no. 19, Oct. 2022.
http://dx.doi.org/10.3390/app121910157.
K. Il Kim, Strain Analysis of Multi-Phase Steel Using In-Situ EBSD Tensile Testing and Digital
Image Correlation // Metals and Materials International, vol. 28, no. 5, pp. 1094–1104,
May 2022.
https://doi.org/10.1007/s12540-021-01044-0.
Будівельні конструкції. Теорія і практика • 12/202317. E. M. C. Jones, M. Iadicola, A Good Practices Guide for Digital Image Correlation
Standardization, Good Practices, and Uncertainty Quantiication Committee. 2018.
https://doi.org/10.32720/idics/gpg.ed1.
Т. Ю. Осадчук, Б. Г. Демчина, Дослідження деформацій багатошарових скляних плит за допомогою кореляції цифрових зображень // Комунальне господарство міст. Серія : Технічні науки та архітектура, no. 134, pp. 153–163, 2017.
B. Demchyna, The experimental study of glass multilayer columns using digital image correlation / M. Surmai, R. Tkach // Archives of
Materials Science and Engineering, vol. 96, no. 1, pp. 32–41, Mar. 2019.
http://dx.doi.org/10.5604/01.3001.0013.1990.
ДСТУ Б В.2.7-122:2009 (EN 572:2004, NEQ). Будівельні матеріали. Скло листове. Технічні умови. Київ. Мінрегіонбуд України.
− 48 с
