KoMBo - Koło Naukowe Mechaniki Budowli Strona główna Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska Politechnika Gdańska

Czas Inżynierów

29 listopada 2013

Co roku zarówno budowlane jak i mechaniczne wydziały większości politechnik krajowych rywalizują ze sobą organizując coraz atrakcyjniejsze wydarzenia uczelniane, na które składają się seminaria, konferencje naukowe, prezentacje firm, a także spotykające się z coraz lepszym odbiorem i większą widownią - konkursy konstruktorskie dla ambitnych studentów. Nasza alma mater szczyci się od wielu lat konkursem "Wykombinuj Most", gdzie młodzi konstruktorzy tworzą modele konstrukcji mostowych z materiału jakim jest papier. Na Politechnikę Wrocławską zjeżdżają się drużyny na pokrewny "Studencki Konkurs Mostów Stalowych", zaś Warszawska SGGW promuje alternatywny "Wybudujemy Wieżę" z drewna. Całkiem niedawno jednak to na Politechnice Lubelskiej emocjonującą rywalizacją stanowił konkurs ?Zapuść Żurawia?, w którym studenci naszej uczelni zajęli wysoką 2 lokatę. Konkurs jest nowy i po raz pierwszy odbył się w ramach Ogólnopolskiego Seminarium Studentów Budownictwa o nazwie "Czas Inżynierów".

Seminarium odbyło się w dniach 13-15.11.13 na Politechnice Lubelskiej. Wzięli w nim udział reprezentanci technicznych uczelni wyższych z całej Polski, w tym niżej wymienieni studenci Politechniki Gdańskiej. Po przybyciu drużyn i gości, w środę 13-ego o godzinie 14, wydarzenie uroczyście zainaugurował Rektor Politechniki Lubelskiej Dr hab. inż. Andrzej Wac-Włodarczyk Następnie do godziny 18 miały miejsce ciekawe prezentacje studenckich referatów z dziedziny geotechniki, fundamentowania i materiałów budowlanych. Późnym wieczorem drużyny przeprowadziły próbny montaż żurawi oraz ostatnie poprawki w konstrukcjach. Następnego dnia został przeprowadzony konkurs konstruktorski :Zapuść Żurawia". Ostatecznie na Politechnikę Lubelską dotarło jedenaście drużyn z całej Polski, w tym dwie z Politechniki Gdańskiej:

drużyna "Niewyboczalnych" w składzie: Oskar Wysocki (kapitan), Mateusz Bednarek, Tomasz Kila, Grzegorz Kila

Drużyna Niewyboczlanych przed obciążaniem

oraz drużyna "Spawaczy" z opiekunem mgr inż. Tomaszem Ulenbergiem w składzie: Mateusz Kuliński (kapitan), Andrzej Czupryński, Szymon Dawidowski, Błażej Makurat.
Drużyna Spawaczy

Konkurs polegał na optymalnym zaprojektowaniu konstrukcji wsporczej przypominającej żurawia. Wysokość max wynosiła 2,5 m a wysięg 1,5 m od krawędzi pionu. Właśnie na takim ramieniu była przykładana siła.

Zniszczenie Wąskiego

Optymalizacja polegała na zniszczeniu żurawia lub osiągnięciu ugięcia 15 cm przy sile najbardziej zbliżonej do 15 kN przy możliwie najniższej masie konstrukcji. Projekt obejmował żurawia oraz podstawę do której zostanie przykręcony. Dopiero tą podstawę mocowano na maksymalnie 9 śrub M22 do specjalnie przygotowanej na ten konkurs sztywnej ramy ze stali o wysokiej wytrzymałości. Punktowanie masy dotyczyło jednak jedynie żurawia, więc niektóre drużyny chcąc być po bezpiecznej stronie projektowały podpory o masie nawet 60 kg. Dodatkowym utrudnieniem podczas projektowania było ograniczenie w regulaminie wymiarów segmentów (40x50x50), z których składał się żuraw. Segmenty składające się z minimum 4 elementów musiały być skręcone w całości i dopiero po tym montowane kolejno do żurawia.
Elementy czekają na montaży

Zgodnie z regulaminem do końca lipca musieliśmy przesłać projekt konstrukcji, więc poświęciliśmy na to dwa tygodnie wakacji, ale było warto. Zobaczyć jak komputerowy model oraz rysunki techniczne stają się rzeczywistą stalową konstrukcją. Niestety żurawie wykonane w Gdańsku musieliśmy sami przewieźć do Lublina. Nie było innej możliwości jak po prostu zabrać je ze sobą do wagonu PKP. Żuraw Niewyboczalnych miał masę ok. 55 kg, a Spawaczy ok. 115 kg. W sumie 170 kg stali w torbach i luzem. Trochę zmęczeni dotarliśmy jednak do Lublina.

Nasz mały bagaż podręczny

Przed konkursem, aby poznać materiał z jakiego wykonano naszego żurawia postanowiliśmy poświęcić jeden zbędny element i wykonać z niego próbki. O wykonanie próbek poprosiliśmy Pana Krzysztofa Genca z Katedry Hydrotechniki, który pomagał nam już przy okazji udziału w Studenckim Konkursie Mostów Stalowych we Wrocławiu. Dzięki niemu uzyskaliśmy dwie próbki stali do badania wytrzymałościowego oraz wykonaliśmy niewielkie przeróbki żurawia. Następnie zwróciliśmy się o pomoc w badaniu do Pana mgr inż. Marcina Krajewskiego. Dzięki jego uprzejmości i zaangażowaniu udało nam się zbadać stal z jakiej wykonano naszą konstrukcję. Wyniki badania pokazano na wykresach. Co ciekawe stal S235 osiągnęła granicę plastyczności znacznie większą niż zakładana normowo, niemniej zgodna z naszymi oczekiwaniami i założeniami projektowymi. Granica plastyczności była równa naprężeniom w rozciąganych elementach zaprojektowanych na zniszczenie przy 15 kN. Byliśmy dobrej myśli.

Wykonanie próbek na skrawarce

Konkurs podzielono na 3 tury montażowe. Po godzinnym montażu przechodziliśmy do etapu obciążania. A po nim kolejna tura montażu. Rozpoczęliśmy montaż żurawia o 10 rano, w pierwszej turze, równocześnie z 3 innymi drużynami. Później niszczyliśmy żurawie w maszynie wytrzymałościowej.

Podczas montażu

Byliśmy drudzy w kolejce. Konstrukcja była obciążana kolejno do 3kN -> 1 kN -> 3 kN -> 1 kN -> do zniszczenia. Miało to na celu wybranie luzów w połączeniach i rozpoczęcie pomiaru ugięcia wywołanego wyłącznie odkształceniem elementów. Jak się niestety później okazało nie wszystkie luzu zostały wybrane. Przy 12,9 kN nasz żuraw osiągnął graniczne ugięcie 15cm. Spowodowane było niewielkimi przesunięciami w połączeniach zakładkowych i stopniowo uplastyczniającymi się połączeniami doczołowymi (rozciąganymi). Mimo wszystko był to bardzo dobry wynik dający nam pierwszą lokatę. Emocji było naprawdę sporo, szczególnie przy obciążaniu ?Żurawiny? z Politechniki Lubelskiej. Wykres rósł bardzo powoli, ponieważ ugięcie wywoływane przez maszynę rosło 1cm/min dla każdej konstrukcji. Ostatecznie siła zatrzymała się na 12,7 kN, na skutek wyboczenia słupów pionu żurawia. Konkurs trwał cały dzień i dopiero przedostatnia w kolejce drużyna Politechniki Śląskiej o godzinie 19 uzyskała lepszy wynik. Ich konstrukcja zniszczyła się na skutek pęknięcia spoiny w połączeniu rozciąganym doczołowym.

Drużyna Spawaczy przed samym konkursem natrafiła na spore trudności. Okazało się, że firma wykonawcza nie zdąży wykonać konstrukcji. Zatem przez ponad trzy dni własnoręcznie musieli wykonać elementy swojej konstrukcji, korzystając z pomocy spawacza. Ich żuraw był nietypową konstrukcją i zdecydowanie różnił się od innych drużyn. Dzięki swojej smukłości najbardziej przypominał żurawia spotykanego na budowach, przez nią Spawacze nadali mu imię Wąski. Ostatecznie uplasowali się na 11 pozycji.

Wykonywanie elementów Wąskiego przez drużynę Spawaczy

Organizacja była świetna. Przełożyło się to na przyjacielską atmosferę, nowe znajomości, dzielenie się doświadczeniami. Wysłuchaliśmy też wiele ciekawych referatów. Co do samego konkursu, uważam to za bezcenne doświadczenie. Mieliśmy okazję zobaczyć jak pojęcia teoretyczne poznawane na wykładach z mechaniki budowli takie jak zginanie, wyboczenie, lokalna utrata stateczności czy zwichrzenie stają się rzeczywistością i faktycznie niszczą konstrukcję. Była to niezwykła okazja na własne oczy zobaczyć rzeczywistą pracę konstrukcji i niemal poczuć panujące w niej naprężenia. To była świetna zabawa.

Obciążenie miało miejsce w przestronnym laboratorium Wydziału Budownictwa i Architektury

Ostatniego, trzeciego dnia odbyła się kolejna całodniowa sesja seminaryjna poruszająca tematy inżynierii drogowej oraz konstrukcji budowlano-inżynierskich. ?Czas Inżynierów? zakończył się podsumowaniem wydarzenia oraz uroczystym wręczeniem dyplomów dla zwycięzców w konkursie konstruktorskim, a także dla zwycięzców w konkursie na najlepszy referat.

Wręczenie dyplomów


Końcowa punktacja dla tabeli i wykresy siły od przemieszczeń dla wszystkich konstrukcji - niektóre z nich były niszczone do końca na prośbę drużyn dla zabawy.
Wykres siły od przemieszczenia tłoka maszyny. Niektóre żurawie po osiągnieciu granicznego ugięcia były obciążane do całkowitego zniszczenia, na prośbę drużyn, aby zaobserwować katastrofę budowlaną.

wyniki

Pozostałe zdjęcia z wyprawy:

Sabotaż Spawacza


Niewyboczalni w przeddzień konkursu, po próbnym montażu


Żuraw przymocowany do specjalnej ramy, czekający na obciążenie przekazywane przez stalową linkę


Podczas montażu


Mocowanie podstawy


Miejsce stopniowego zniszczenia


Podróż do Lublina, czyli nadrabianie zaległości z projektami

Polecamy

wyKOMBinuj mOst 2014
Strona konkursu

Materiały pomocnicze

Zrób dyplom z Mechaniki Konstrukcji Inżynierskich!
Zapraszamy do obejrzenia prezentacji.

Katedra Mechaniki Budowli i Mostów poszukuje kandydatów na asystentów i doktorantów. Czytaj dalej...

© 2014 KoMBo