Laboratorio de Dinámica de Estruturas
O equipo singular que caracteriza ao Laboratorio de Dinámica de Estruturas do CITEEC é a torre de caída para ensaios de impacto. Trátase dunha infraestrutura pensada e deseñada para a realización de ensaios de impacto en compoñentes estruturais e materiais. A infraestrutura foi financiada con fondos FEDER nun 80% e nun 20% pola Xunta de Galicia grazas a un proxecto de investigación do Grupo de Mecánica de Estruturas (GME) da UDC. A súa construción e instalación realizouse entre os meses de xullo e outubro de 2020 por parte da empresa VTI (Vázquez y Torres Ingeniería S.L). Os primeiros ensaios foron realizados en novembro de 2020.
A torre está formada por unha bancada metálica de 2,5 m x 2,5 m que soporta dous piares de 7 m de altura e unha viga de peche superior. Entre as dúas torres corre un carro de elevación que suxeita mediante un sistema neumático un carro de impacto cunha célula de carga dinámica e un impactador no seu extremo, permitindo a súa liberación e caída desde distintas alturas. Deste modo, o carro de impacto libérase á altura desexada e impacta contra a estrutura a ensaiar fixada á bancada. O sistema está completamente automatizado e conta coas máximas garantías de seguridade.
Co propósito de poder realizar tanto ensaios de compoñentes estruturais completos de distintos materiais, como probetas de materiais lixeiros como espuma ou cortiza para estudar as súas propiedades dinámicas, dispónse de catro carros de impacto de distintos tamaños, dende un ultralixeiro cunha masa de 5 kg ata un carro pesado cunha carga máxima de 500 kg, coa posibilidade de realizar incrementos de masa entre 1 kg e 20 kg nas distintas configuracións. Estas masas, combinadas coa posibilidade de lanzalas dende 0,5 m de altura ata unha altura máxima de 5,5 m, fan que o rango de enerxías de ensaio da torre vaia dende os 10 J aos 25 kJ, con velocidades de ata 10,4 m/s, e coa posibilidade de incrementar a enerxía máxima mediante un sistema elástico vertical.
A torre acciona-se mediante un motor-redutor que move un fuso roscado trapezoidal irreversible co que se eleva o carro de izado. A conexión entre o carro de izado e o de impacto é neumática, e dispónse de sistemas de medida de desprazamento, velocidade e peso para o control do ensaio, xunto cun sistema antirrebote de amortización de seguridade na bancada. Co fin de evitar vibracións no resto do CITEEC e illar a torre, executouse unha zapata de 50 t de formigón armado, illada do resto do laboratorio, á que se ancla a torre con catro pernos pretensados.
As medidas da célula de carga dinámica e dos acelerómetros son recollidas por un sistema dobre de adquisición de datos: tarxetas Beckhoff cun rango de mostra entre 20 kHz e 50 kHz no caso de ensaios con estrutura metálica ou sistemas máis flexibles; e unha tarxeta Tasler de 4 canles de alta velocidade con capacidade de mostra de ata 2 MHz no caso de impactos con materiais fráxiles como o formigón armado. Ademais, dispónse de cámaras de moi alta velocidade para a gravación do ensaio (xa que as pezas a ensaiar deformanse en milisegundos) e o análise mediante correlación de imaxes dixitais - DIC.
A zona de ensaio ten un ancho de 1 m e unha lonxitude en bancada de 2,5 m, ampliable ata uns 6 m no caso de ter que ensaiar vigas metálicas ou de formigón con apoios situados fóra da bancada.
A torre permite o ensaio a impacto de estruturas e compoñentes de automoción, aeronáuticos ou de ferrocarrís; por exemplo, tubos para absorción de enerxía en impacto frontal de automóbiles, ou os utilizados nos fuselaxes e trens de aterrizaxe de aeronaves para reducir as consecuencias dun aterrizaxe forzoso. Tamén é posible o ensaio de compoñentes como parachoques, airbags, barreiras de pontes de estrada, pretils e sistemas de contención viaria, e en xeral de calquera sistema que deba resistir impactos no rango de enerxías e velocidades cubertos.
Con esta infraestrutura compleméntase a capacidade de deseño de sistemas de absorción de enerxía en impacto do Grupo de Mecánica de Estruturas, baseada na simulación e optimización numérica, xa que con este novo equipo pódese realizar tamén a verificación experimental dos deseños e a súa validación.
Esta infraestrutura ofrece a todas as empresas e grupos de investigación do contorno do CITEEC a posibilidade de ensaiar os seus prototipos fronte a cargas de impacto.