Preskusni stroj za raziskave in tehnologijo lesa: NMBU uporablja ZwickRoell Z1200ES
Študija primera
- Kupec: Norveška univerza za znanosti o življenju (NMBU)
- Lokacija: Ås, Norveška
- Industrija: Les
- Tema: NMBU: Preskušanje lesa in konstrukcijskih elementov z Z1200 za namene poučevanja ter raziskovanje in tehnologijo lesa.
maj 2024
Raziskovalci na NMBU preskušajo, kako podnebje in gozdarstvo vplivata na različne lastnosti lesa in kako so te lastnosti povezane z zmogljivostjo različnih lesnih izdelkov. Cilj te raziskave je povečati proizvodnjo visokokakovostnega lesa ter optimizirati in izvesti posebej trajnostne gradnje z zmanjšanjem ogljičnega odtisa.
Norveška univerza za znanosti o življenju (NMBU)
Norveška univerza znanosti o življenju (NMBU): pionir na področju znanosti o življenju in trajnosti.
Norveška univerza znanosti o življenju (NMBU) je priznana izobraževalna ustanova v Åsu na Norveškem. Univerza, ustanovljena leta 1859, ima dolgo zgodovino spodbujanja izobraževanja, raziskav in inovacij v znanostih o življenju. NMBU je mednarodno priznan po svojih programih in raziskovalnih področjih v kmetijskih znanostih, gozdarstvu, veterini, okoljskih znanostih, krajinski arhitekturi in sorodnih disciplinah. Univerza ponuja široko paleto dodiplomskih, magistrskih in doktorskih študijskih programov, ki privabljajo študente z vsega sveta.
Raziskave na NMBU se osredotočajo na premagovanje globalnih izzivov na področjih prehranske varnosti, trajnosti, varstva okolja in zdravja. Skozi partnerstva z vladami, industrijo in drugimi akademskimi institucijami univerza aktivno prispeva k razvoju strategij in rešitev, ki pozitivno vplivajo na družbo in okolje. NMBU spodbuja odprto in vključujoče učno okolje, ki spodbuja ustvarjalnost, kritično mišljenje in interdisciplinarno sodelovanje. Norveška univerza za znanosti o življenju ponuja s sodobnimi objekti, visokokvalificirano fakulteto in živahno skupnostjo kampusa navdihujočo platformo za študente in raziskovalce, ki želijo raziskati izzive in priložnosti na tem področju.
ZwickRoell vrhunske kompetence
- Izjemna kakovost in zanesljivost strojev za preskušanje lesa.
- Strokovno svetovanje, hitra in zanesljiva storitev ZwickRoell.
- Lahko se preskuša veliko število vzorcev z zelo visoko natančnostjo in obnovljivostjo rezultatov.
- testXpert programska oprema za preskušanje omogoča lažje prilagajanje preskusnih nastavitev in omogoča preprosto in varno upravljanje stroja.
- Zunanje naprave, kot so visoko natančni merilni pretvorniki in digitalni korelacijski sistemi slike, se lahko povežejo za merjenje deformacij različnih vzorcev in povezav.
- Zgornji pogon in spodnja podlaga olajšata rokovanje z velikimi vzorci.
Naloga
Preskušanje lastnosti lesa in konstrukcijskih elementov
Po podatkih UNEP 2022* je približno 42 odstotkov emisij toplogrednih plinov, ki jih povzroči človek, mogoče pripisati gradbenemu sektorju. Te emisije vključujejo materiale in procese, povezane z gradnjo in rušenjem.
Kot naravna, obnovljiva surovina lahko les nadomesti gradbene materiale z višjimi emisijami ogljika in tako odločilno prispeva k zmanjšanju emisij toplogrednih plinov v gradbeništvu. Obstaja trend k uporabi lesa v širšem obsegu aplikacij in za mnoge od teh aplikacij je mehanska zmogljivost izjemno pomembna.
Raziskave na NMBU pokrivajo celotno vrednostno verigo lesa, od gozdarstva in lesnega sektorja do uporabe in recikliranja lesnih proizvodov v gradbeništvu. Cilj raziskave je povečati proizvodnjo visokokakovostnega lesa ter optimizirati in uresničiti prednosti posebej trajnostnih gradenj z zmanjšanim ogljičnim odtisom.
Ker se lastnosti lesa zelo razlikujejo, je poznavanje teh razlik pomembno za učinkovito rabo tega naravnega vira. Raziskovalna skupina za les se ukvarja s številnimi vprašanji: Kako podnebne in gozdarske prakse vplivajo na lastnosti lesa? In kako lahko ti odnosi zagotavljajo visoko kakovost lesnih izdelkov?
Raziskovalna skupina za lesene konstrukcije ima dolgo tradicijo raziskovanja na področju gradbeništva. Strokovno znanje vključuje karakterizacijo mehanskih lastnosti spojev in sestavnih delov, načrtovanje lesenih zgradb pod statičnimi in dinamičnimi obremenitvami, vrednotenje obstoječih lesenih zgradb ter naknadno opremljanje zgodovinskih in zaščitenih stavb.
*Program Združenih narodov za okolje (2022). Globalno poročilo o stanju zgradb in gradbeništva za leto 2022: K brezemisijskemu, učinkovitemu in prožnemu sektorju zgradb in gradbeništva. Nairobi.
ZwickRoell rešitev
Stroj za preskušanje materialov Z 1200 ES s preskusno obremenitvijo 1200 kN.
NMBU se zanaša na 1200 kN ZwickRoell Z1200 ES stroj za preskušanje materialov, ki ima tudi stranski preskusni poligon z zmogljivostjo 250 kN. Stroj je del lesnega laboratorija NMBU. Uporablja se predvsem za študij lesarstva na Fakulteti za znanosti o okolju in gospodarjenju z naravnimi viri (MINA) in za študij lesne gradnje na Fakulteti za naravoslovje in tehnologijo (REALTEK).
Okvir je opremljen z zgoraj nameščenim pogonom, ki zagotavlja udobno delovno višino za postavitev velikih vzorcev v delovna območja. Elektronika je opremljena z dodatnimi moduli za sprejemanje signalov iz več LVDT, silomerov in drugih senzorjev (večnamenski modul).
Fakulteti s strojem izvajata standardizirane preskuse majhnih vzorcev naravnega lesa, modificiranega lesa in različnih lesnih kompozitov, materialov na osnovi lesa in gradbenega lesa. Preskusi se izvajajo tudi na lepljenem lesu, križno lepljenem lesu in konstrukcijskih elementih. NMBU poleg lastnih raziskav in inštrukcij izvaja tudi preskuse materialov in prototipov za raziskovalne inštitute in podjetja.
Rezultat
Natančno preskušanje lesa in sestavnih delov
Tako raziskovalci kot študenti imajo koristi od visoko zmogljivega stroja z zelo visoko natančnostjo, ki ga je mogoče enostavno programirati za prilagojene preskusne nastavitve z vhodi iz zunanjih senzorjev. »Za nekatere preskuse, ki jih izvajamo na križno lepljenem lesu in nosilnih lesenih konstrukcijah, je potrebna visoka zmogljivost. To vključuje določanje napetosti in deformacij v materialu ter lastnosti trdnosti in deformacije spojev, izdelanih z mehanskimi pritrdilnimi elementi, kot so žeblji, vijaki, mozniki in sorniki,« pravi prof. Geir I. Vestøl z oddelka za okoljske vede in upravljanje naravnih virov na NMBU. Doslej so bile največje obremenitve pri preskušanju sil na kombiniranih elementih iz lesa in betona.
Upogibni preskus gradbenega lesa v skladu z EN 408 se izvaja na 250 kN stranski preskusni stojnici. Heidenhainovi linearni dajalniki se uporabljajo za merjenje lokalnih deformacij. Za natančnejše analize deformacij na oddelku uporabljamo tudi sistem DIC podjetja LaVision, ki ga lahko uporabljamo v povezavi s preskusno napravo. Bočna naprava za preskušanje omogoča enostaven dostop do vzorcev in je uporabna na primer pri preskušanju velikega števila vzorcev in pri uporabi sistema DIC.
Visoka natančnost je potrebna za preskuse z nizkimi obremenitvami na majhnih vzorcih lesa ali materialov na osnovi lesa, kot so iverne in vlaknene plošče. Silomer 10 kN je ugoden, ko se izvajajo preskusi z nizkimi obremenitvami, na primer za določanje Youngovega modula in upogibne trdnosti majhnih vzorcev čistega lesa (ISO 13061) ali lesenih plošč (EN 310).
Raziskovalci imajo tudi koristi od zmogljivosti preskusnega stroja pri določanju natezne trdnosti pravokotno na ravnino plošče (EN 319) ali trdote po Brinellu (EN 1534). Vestøl: "Natančnost in točnost pozicioniranja sta izjemni. Stroj pa podatkom doda zelo malo šuma pri uporabi različnih silomerov."
Pravilno dimenzioniranje lesenih povezav je ključnega pomena za lesene konstrukcije in zgradbe, eksperimentalno vrednotenje pa je temeljna dejavnost lesarskega laboratorija. Leseni spoji so preskušani v skladu s standardom EN 12512 za ciklične obremenitve in standardom EN 26891 za statične obremenitve.
»Preskusni stroj za les je neverjetno prilagodljiv in natančen. Zaradi njegove visoke zmogljivosti, točnosti in natančnosti lahko preskušamo široko paleto vzorcev. Preskusiti je mogoče vse, od majhnih vzorcev svetlega lesa do konstrukcijskih elementov."
Prof. Geir I. Vestøl, Norveška univerza za znanosti o življenju, Fakulteta za znanosti o okolju in upravljanje z naravnimi viri
NMBU se zanaša na ZwickRoell preskusni stroj za les
