CHƯƠNG 3. CHƯƠNG TRÌNH THÍ NGHIỆM
3.3. Quy trình thực hiện
3.3.2. Bố trí thí nghiệm
Liên kết bản mã của mẫu thí nghiệm vào hệ khung tuyệt đối cứng được thể hiện trong Hình 3.14. Một tấm thép rộng 200 mm, dài 600 mm, dày 22 mm được gắn chặt vào hệ khung tuyệt đối cứng bằng 4 bu lông ∅24. Tấm thép đã được khoan trước 4 lỗ ren trong có đường kính ∅16 nhằm mục đích để liên kết với bản mã mẫu thí nghiệm bằng 4 bu lông ∅16. Các bu lông được siết chặt để bản mã của mẫu thí nghiệm đảm bảo không bị trượt so với tấm thép 200×600×22 mm trong quá trình thí nghiệm.
Hình 3.14. Liên kết mẫu thí nghiệm vào khung tuyệt đối cứng
Sau khi liên kết một đầu mẫu thí nghiệm vào khung tuyệt đối cứng như Hình 3.15, bản mã ở đầu còn lại của mẫu được liên kết với Puli. Liên kết được thể hiện bằng 4 bu
lông ∅16. Cũng tương tự như đầu liên kết với khung tuyệt đối cứng, các bu lông được siết chặt để hiện tượng trượt giữa Puli và bản mã không xảy ra. Hình 3.15 mô tả liên kết giữa bản mã và Puli thông qua các bu lông liên kết.
Hình 3.15. Liên kết mẫu thí nghiệm vào Puli
Hệ thống tạo mô men xoắn được mô tả trong Hình 3.16. Cấu tạo của hệ thống này gồm 2 tấm thép có kích thước 300×1200×16 mm được liên kết cố định với khung tuyệt đối cứng, trục xoay là thanh sắt tròn đặc ∅60 dài 750 mm và Puli là tấm thép tròn đường kính 600 mm, dày 14 mm. Puli được liên kết với trục xoay thông qua ổ đỡ trục. Trục xoay liên kết với 2 tấm thép thông qua các ổ bi. Mặt phẳng của Puli vuông góc với trục xoay. Trục của hệ thống này và trục của mẫu thí nghiệm là trùng nhau.
Hình 3.16. Hệ thống tạo mô men xoắn
Hệ thống tạo lực tác dụng vào Puli để tạo ra mô men xoắn được trình bày trong Hình 3.17. Bộ phận chính gồm 1 sợi cáp cường độ cao đường kính ∅16 được neo hai đầu và Puli có đường kích 600 mm. Sợi cáp được bắt xung quanh Puli và nằm trong rãnh tạo sẵn trên vành Puli. Đầu neo cáp trên Puli gồm 2 bản mã rời liên kết với Puli bằng 2 bu lông ∅16, 1 bộ neo và các tấm thép chêm. Các tấm thép chêm được sử dụng nhằm tạo mặt phẳng để bộ neo tì lên. Sợi cáp sau khi được bắt quanh Puli và neo một đầu thì đầu còn lại của sợi cáp được liên kết với 2 thanh ty truyền lực. Liên kết này gồm có một đoạn dầm thép chứ I được khoan lỗ sẵn, 1 bộ neo cáp và 4 con tán để giữ chặt 2 thanh ty với đoạn dầm thép chữ I. Hai thanh ty phải đảm bảo thẳng đứng, vuông góc với đoạn dầm thép chữ I. Bộ neo cáp cũng phải vuông góc với đoạn dầm thép chữ I.
Hình 3.17. Hệ tạo lực tác dụng vào Puli
Hệ thống đo chuyển vị được thể hiện trong Hình 3.18. Cấu tạo của hệ thống này gồm một chuyển vị kế LVDT, một ròng rọc, một tấm thép kích thước 100×100×5 mm có gắn thanh treo và một đoạn dây kẽm. Dây kẽm được bắt quanh Puli và được cố định một đầu vào Puli bằng liên kết thông qua một lỗ khoan sẵn trên Puli. Đoạn dây kẽm ngoài Puli được vắt qua một ròng rọc có đường kính 20 mm. Hệ gồm dây kẽm, ròng rọc và Puli nằm trong cùng một mặt phẳng. Đầu còn lại dây kẽm buộc vào đầu móc của thanh treo tấm thép 100×100×5 mm. Chuyển vị kế được đặt vào vị trí để ghi nhận lại hành trình theo phương thẳng đứng của tấm thép 100×100×5 mm. Chuyển vị đứng của tấm thép cũng chính là chuyển vị xoay của một điểm trên đường biên của Puli. Từ đó, góc xoay của Puli được xác định.
Hình 3.18. Hệ thống đo chuyển vị
Quá trình thí nghiệm được thực hiện theo trình tự: lắp đặt mẫu thí nghiệm vào đúng vị trí, lắp đặt hệ thống đo chuyển vị, kết nối dây các tín hiệu của load cell, chuyển vị kế với máy dataloger và máy vi tính. Bắt đầu thí nghiệm bằng cách bơm kích thủy lực để tạo mô men xoắn thông qua hệ thống truyền lực. Trong quá trình thí nghiệm, xem xét các hiện tượng ở mẫu thí nghiệm, theo dõi đồng hồ chuyển vị kế và đồng hồ hiển thị lực. Thí nghiệm được dừng lại khi mẫu có dấu hiệu bị phá hoại hoặc chuyển vị đạt giá trị trạng thái giới hạn. Các mẫu sau được thực hiện tương tự cho đến khi hoàn thành thí nghiệm.
Mẫu thí nghiệm đã được lắp đặt vào vị trí để thí nghiệm như trong hình Hình 3.19.
Mẫu thí nghiệm được liên kết cứng một đầu vào khung tuyệt đối cứng. Đầu còn lại của mẫu liên kết ngàm với Puli. Mô men xoắn do Puli tác dụng vào mẫu thông qua bản mã liên kết với Puli.
Hình 3.19. Hướng nhìn trước của hệ thí nghiệm
Mô men xoắn trên Puli bằng cánh tay đòn nhân với lực kích. Cánh tay đồn bằng bán kính của Puli (RPuli = 300 mm) cộng với bán kính của sợi cáp (Rcáp = 8 mm) vòng quanh Puli. Lực tác dụng vào cánh tay đồn chính là lực kích ở bơm thủy lực. Giá trị của lực kích được đo bằng load cell đã được lắp sẵn. Mô men xoắn, lực cắt và lực được tạo ra. Mô men xoắn sẽ được truyền cho mẫu thí nghiệm; còn lực cắt và lực uốn được truyền cho hệ thống gồm trục xoay ∅60 và 2 tấm bản mã gắn với hệ khung tuyệt đối cứng. Hệ thống này được trình bày trong Hình 3.20.
Hình 3.20. Hướng nhìn sau của hệ thí nghiệm