Τι είναι η δόνηση δέσμης;

Η δόνηση δέσμης είναι η ποσότητα και η κατεύθυνση κίνησης που παρουσιάζει μια δοκός μακριά από το σημείο της ασκούμενης δύναμης ή την περιοχή προσάρτησης. Οι παράγοντες δόνησης περιλαμβάνουν το υλικό που χρησιμοποιείται για την κατασκευή, το μήκος της δοκού και την ποσότητα της δύναμης που εφαρμόζεται. Η δομική μηχανική απαιτεί τη χρήση μηχανικής, ηλεκτρικής και ηλεκτρονικής τεχνολογίας για την εκτέλεση δοκιμών κραδασμών σε δοκούς. Αυτές οι δοκιμές παρέχουν στους μηχανικούς πληροφορίες πριν και μετά την κατασκευή γεφυρών, κτιρίων και πύργων σχετικά με την ικανότητα να αντέχουν το στρες της κανονικής χρήσης, τα ακραία καιρικά φαινόμενα ή τους σεισμικούς κραδασμούς.

Μια χαλύβδινη δοκός μπορεί να δονείται ή να κινείται πλευρικά, πάνω και κάτω και σε οριζόντια περιστροφική κίνηση. Οι δομικές δοκιμές περιλαμβάνουν γενικά τη χρήση μηχανημάτων που εφαρμόζουν μια κίνηση ανακίνησης σε μια συγκεκριμένη θέση στη δομή. Αυτά τα μηχανήματα κουνούν τη δομή τόσο σε χαμηλές όσο και σε υψηλές συχνότητες. Χρησιμοποιώντας τη μέθοδο ανακίνησης, οι δομές υποβάλλονται σε δοκιμή, η οποία εισάγει μία συχνότητα τη φορά ή πολλές συχνότητες ταυτόχρονα. Τα όργανα που είναι προσαρτημένα στη δοκό ή τις δοκούς καταγράφουν την ποσότητα της δόνησης που εμφανίζεται.

Η δοκιμή της αντοχής και της ανθεκτικότητας της κατασκευής μιας δοκού μπορεί να πραγματοποιηθεί εφαρμόζοντας στατική δύναμη κάπου κατά μήκος είτε μιας ελεύθερης είτε μιας δοκού με πρόβολο. Η ανάλυση σε μια ελεύθερη δοκό περιλαμβάνει την ανάρτηση της δοκού και την εφαρμογή δύναμης σε κάθε άκρο ή οπουδήποτε κατά μήκος της οριζόντιας επιφάνειας. Μετά την αφαίρεση της ασκούμενης δύναμης η δοκός επιστρέφει στην αρχική της θέση, ωστόσο, το μέταλλο συνεχίζει να δονείται. Οι μηχανικοί μετρούν την ποσότητα της δόνησης της δέσμης με όργανα γνωστά ως πιεζοηλεκτρικοί αισθητήρες. Οι μικρότεροι κραδασμοί μπορούν να μετρηθούν χρησιμοποιώντας ηλεκτρονικούς παλμογράφους.

Αυτά τα εργαλεία παρακολούθησης κραδασμών δέσμης δείχνουν συνήθως το μέγεθος της κίνησης σε ένα γράφημα. Παρόμοιες δοκιμές γίνονται σε δοκούς προβόλου, οι οποίοι συνήθως συνδέονται σε μια συμπαγή κατασκευή στο ένα άκρο. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η δόνηση της δέσμης μπορεί να μειωθεί με την εφαρμογή μιας λεπτής μεμβράνης υλικού επικάλυψης που μπορεί να περιλαμβάνει οξείδιο ψευδαργύρου. Μόλις εφαρμοστούν, οι δοκιμαστές επαναλαμβάνουν τη διαδικασία ανάλυσης δέσμης για να καθορίσουν τις τιμές μείωσης της κίνησης.

Οι μηχανικοί προβλέπουν τα επίπεδα δόνησης της δέσμης κατά το σχεδιασμό κατασκευών. Το λογισμικό σχεδιασμού επιτρέπει στους αρχιτέκτονες να δημιουργούν και να τροποποιούν δομές με βάση την προβλεπόμενη συνολική σταθερότητα. Αυτές οι τιμές που παράγονται από αυτές τις εφαρμογές λογισμικού μπορούν να συγκριθούν προβλεπόμενες με τιμές που παράγονται από πραγματικές δοκιμές σε υπάρχουσες δοκούς και κατασκευές.