Обрушение пешеходного моста из перекрестно-клееной древесины (CLT) во время сильного дождя выявило критические дефекты в клеевом соединении между слоями. Для количественной оценки микроскопического расслоения был применен рабочий процесс обратного проектирования, сочетающий лазерное сканирование со структурным моделированием. В этой статье разбирается технический процесс измерения деградации композитного материала и валидации моделей усталости в условиях водонасыщения.
Технический рабочий процесс: от лазерного сканирования к анализу методом конечных элементов 🔬
Процесс начался с захвата геометрии обрушившегося моста с помощью сканера Leica, управляемого в Leica Cyclone для создания облака точек высокой плотности. Это облако было экспортировано в CloudCompare, где был применен алгоритм сегментации для выделения зон с межслойным разделением. Сравнение облаков точек (M3C2) позволило обнаружить смещения в микронном диапазоне между слоями древесины. Эти данные о деформации были введены в Dlubal RFEM, где моделировалось ортотропное поведение CLT при циклических нагрузках влажности. Моделирование усталости показало, что касательное напряжение на границе раздела превышало предел упругости клея после 48 часов непрерывного дождя, вызывая прогрессирующие микротрещины, которые привели к катастрофическому отказу.
Уроки для проектирования клеев для CLT, подвергающегося атмосферным воздействиям 🛠️
Корреляция между данными сканирования и моделью RFEM показала, что обычные полиуретановые клеи не сохраняют свою когезионную прочность в циклах набухания и усадки. Рекомендуется внедрять клеи на основе модифицированной эпоксидной смолы с повышенной устойчивостью к гидролизу и проводить испытания на ускоренное старение в климатической камере. CloudCompare позиционируется как важный инструмент для неразрушающего контроля, позволяющий инженерам обнаруживать зарождающееся расслоение до того, как оно нарушит структурную целостность.
Поскольку экстремальные погодные явления становятся все более распространенными, какую методологию моделирования методом конечных элементов вы рекомендуете для моделирования распространения расслоения в CLT при циклических нагрузках дождевого происхождения?
(P.S.: Усталость материалов похожа на твою после 10 часов симуляции.)