На этапе проектирования любой конструкции используются сложные расчёты, благодаря которым конструкция впоследствии сможет нормально проработать, выдерживая все условия эксплуатации.
Все конструкции должны выдерживать работу в двух режимах – длительную эксплуатацию в штатных условиях, когда на них долгое время действуют запланированные нагрузки, и короткое время в критическом, когда на некоторое время нагрузка значительно повышается. В противном случае при возникновении нештатной ситуации конструкция не выдержит и разрушится.
Для того, чтобы правильно распределить нагрузки, используются данные испытаний, проводимых на образцах материалов, из которых будет состоять конструкция. Это делается на специальных измерительных приборах, которые позволяют замерить предельные нагрузки, при которых происходит деформация или разрушение образца. К примеру, среди требуемых характеристик есть ударная прочность по шарпи, которая определяет усилие, которое требуется приложить, чтобы разрушить образец. Эти данные позволяют спроектировать конструкцию нужной прочности. Для того, чтобы определить эту характеристику, используют маятниковый копёр, представляющий собой маятник с заданным плечом и весом, поднимаемый на нужную высоту. Когда он падает на образец, используя имеющиеся данные можно рассчитать силу, необходимую для разрушения образца.
Также одной из важных характеристик металлов является твёрдость. Она позволяет судить о деформациях, которым будут подвержены узлы конструкций в нагруженном состоянии. Эту характеристику измеряет твердомер Бринелля. Принцип работы очень прост – в подготовленный образец вдавливается шарик, который имеет заданные характеристики – материал, диаметр и твёрдость. Твердомер позволяет использовать прилагаемую силу вдавливания строго дозированно, поэтому вычислить твёрдость испытуемого материала легко можно по оставляемому следу от шарика, который замеряется и на основании этих замеров делаются вычисления.
Измерительные приборы автоматизированы, что позволяет избежать каких-либо погрешностей при измерениях, а использование компьютерной техники позволяет визуально смоделировать полученные данные. Детали об этих и других приборов для проведения измерений можно найти на www.timegrouprus.ru.
Использование различных методов испытаний позволяет собрать все необходимые данные для проектирования различных конструкций.