Эксперименты с крановыми весами

Около года назад наткнулся на статью о том, как компания RON Crane Scale проводила эксперименты со своими крановыми весами. Эксперименты касались обеспечения безопасности на сцене (кстати, где-то я также встречал статью о том, как вообще крановые весы могут обеспечить безопасность на сцене - вот она -, а тут даже целая серия экспериментов). В общем, хочу представить Вашему вниманию перевод этой статьи. Эксперименты по взвешиванию и распределению весовой нагрузки в ежедневных процессах по установке и эксплуатации сцен и соответствующих сооружений были проведены 5-го марта 2007 в выставочном центре Тель Авива, Израиль.

Эксперимент 1-й

В эксперименте использовалось сооружение из связки из трех грузов, подвешенных на трёх лебёдках. Опытные сотрудники по сооружению сцен подвесили и сбалансировали сооружение. Однако, используя тензодатчики, специалисты смогли увидеть, что попытки сбалансировать конструкцию вручную могут привести к неправильной балансировке или перегрузке одной из трех лебедок, даже при визуальной балансировке. Специалисты инженерной компании также пришли к выводу, что небольшая нагрузка на одну из лебедок даже на долю секунды, привела к дополнительной нагрузке до нескольких сотен килограмм. При этом, визуально, сооружение всё ещё казалось сбалансированным. Вывод эксперимента: Визуально сбалансированная конструкция из нескольких лебедок скорее всего имеет неправильное распределение нагрузки, а в некоторых случаях, нагрузка даже превышает максимально допустимую на одну лебедку. С научной точки зрения, каждый раз, при попытке подвесить сооружение из нескольких лебедок, будет иметь место феномен известный как "Статически неопределенная структура", которая может привести к непредсказуемому распределению нагрузки. В большинстве случаев это может привести просто к неравномерному распределению нагрузки, однако в некоторых случаях одно крепление будет испытывать перегрузку, тогда как остальные будут удерживать лишь незначительную часть веса конструкции. Таким образом, ситуации с перегрузкой могут случиться даже с опытными установщиками, даже когда нагрузка на каждой точке рассчитана и не превышает максимально допустимых пределов. Однако действительная нагрузка на сооружение в целом непредсказуема, её нельзя ни предусмотреть, ни рассчитать.

Эксперимент 2-й

К крыше зала, в котором проводился эксперимент, возводится основное несущее сооружение прямоугольной формы. Эта структура держится на четырех идентичных цепях, подъем и спуск которых управляется одним переключателем. Идентичная структура, состоящая из таких же цепей, тензодатчиков и самой конструкции была подвешена к первой. В данном эксперименте даже самое незначительное изменение веса на нижнем сооружении вызвало практически непредвиденные изменения нагрузки, зафиксированные тензодатчиками верхнего сооружения. Вывод: в случае конструкции состоящей из несущего сооружения и подвешенного к нему идентичного сооружения, следует уделять особое внимание всем изменениям в распределении веса на второй конструкции, так как любое изменение может привести неправильному распределению веса на несущей конструкции, что, в свою очередь, может привести к перегрузке и несчастным случаям.

Эксперимент 3-й

Третий эксперимент заключался в использовании динамической нагрузки, в виде акробатического выступления, на подвесные элементы сцены. Максимальное показание тензодатчиков в этом эксперименте составило 237% от веса акробата. Вывод: во время даже самых простых акробатических выступлений, нагрузки на подвесные элементы сцены могут возрасти в несколько раз, что может вызвать перегрузку.

Эксперимент 4-й

Измерение динамических нагрузок, связанных с поднятием груза и последующей остановкой поднятия. Эксперимент был проведен с двумя скоростями поднятия: 15 м/мин и 5 м/мин. В случае поднятия со скоростью 15 м/мин, тензодатчики зафиксировали увеличение веса подвешенного груза на 180%, а со скоростью 5 м/мин - 120%. Вывод: во время поднятия/опускания грузов на лебёдку сильно возрастает нагрузка, при этом, чем быстрее скорость движения лебедки, тем больше регистрируемый вес груза. Статья является переводом зарубежного материала. Источник

Небольшое спонсорство: гмш10ва