V jednej z hál Ústavu stavebníctva a architektúry SAV na Patrónke sa nachádza najväčší pulzátor – hydraulický skúšobný stroj na statické a únavové skúšky. Vládne tam ticho a pokoj. Okolo neho stoja ďalšie stroje zo 60. rokov, ktoré môžu byť vďaka kvalitnej liatine a odhodlaniu mladej generácie vedcov opäť plne funkčné. Atmosféra podobných miest je neprenosnou skúsenosťou, no vďaka umeleckému pohľadu fotografa Mateja Poka môžeme do tohto sveta aspoň sčasti nahliadnuť.
Bežné skúšobné hydraulické stroje dokážu vyvíjať buď tlak, alebo ťah, ktorý možno postupne zvyšovať, až kým nedôjde k porušeniu vzorky. Takýto druh testovania stačí pri opise vlastností materiálov pri konštrukciách, ktoré sú namáhané staticky a výlučne v pružnej oblasti. Mnohé konštrukcie sú však zaťažované opakovane a práve striedajúcim sa namáhaním dochádza k postupnému a kumulujúcemu poškodzovaniu materiálu v miestach s vysokou koncentráciou napätí. Tento fenomén nazývame únava.
Práve skúšobné stroje s pulzátorom dokážu zaťaženie periodicky opakovať až do rýchlosti 400 cyklov za minútu. To umožňuje simulovať cyklické zaťaženie v rádoch státisícov alebo miliónov cyklov. Podľa potrieb experimentu je možné na vzorku vyvíjať zaťaženie pulzujúcim tlakom alebo ťahom, ale možné je aj veľmi rýchle striedanie tlakového a ťahového namáhania. Takéto experimenty v minulosti prebiehali niekoľko dní až týždňov. Celý priebeh na zmeny nepretržite sledoval obslužný personál.
Najväčší pulzátor v SAV predstavuje model ZDM 600/300 Pu (600 ton tlak, 300 ton ťah). Sám stroj je neoddeliteľnou súčasťou organizmu v podobe menšej haly – pulzátorovne. Nad úrovňou podlahy sa tu nachádza rám hydraulického lisu, ktorý vyniká mohutným horným nosníkom uloženým na závitových tyčiach a pracovným pohyblivým stolom pod ním. Na prvý pohľad sa môže zdať toto zariadenie malé. V skutočnosti je však celý blok veľkého skúšobného stroja s pulzátorom uložený na železobetónovej doske pod drevenou podlahou. Táto doska je zavesená na oceľových tiahlach s pružinovými tlmičmi tak, aby sa otrasy a vibrácie zo skúšky neprenášali do okolitých konštrukcií a budov.
Skúšobné stroje – najväčší ZDM 600/300 Pu,ale aj menšie modely ZDM 40 Pu alebo ZDM 10 Pu boli vyrobené v roku 1964 v nemeckom Lipsku (Werkstoffprüfmaschinen Leipzig), distribúciu pre celé Československu zabezpečoval podnik Strojimport a servis podnik Silesia Opava. „Ich zlatá éra na našom ústave súvisela najmä s formou výskumu, ktorý bol úzko prepojený s veľkými národnými podnikmi a rezortnými výskumnými úlohami. Po revolúcii v roku 1989, najmä v dôsledku zmien organizácie výskumu a ekonomických zmien, bol výskum v tejto oblasti – vyžadujúci nemalé finančné prostriedky – postupne utlmovaný. Stroje boli ešte niekoľkokrát využité pre aplikovaný výskum s podnikmi Skanska, Váhostav-SK a TZÚS Praha, pretože iba veľké spoločnosti dokázali takto nákladný výskum zafinancovať. Posledná kalibrácia zariadenia pochádza z roku 2015,“ približuje viac z histórie Richard Slávik z Ústavu stavebníctva a architektúry SAV (ÚSTARCH).
V súčasnosti nenákladné moderné teoretické prístupy a počítačové modely zatieňujú slávu klasických drahých experimentov na poli mechaniky. Je tiež pravda, že odborníci, ktorí so strojmi v minulosti pracovali, odišli postupne do dôchodku. Skupina nadšencov okolo doktora Slávika sa však rozhodla pre obnovu týchto unikátnych strojov, ktoré sú stále funkčné.
Skúšobný stroj ZDM 600/300 Pu s tlakovou silou až 6 000 kN predstavuje najväčší hydraulický skúšobný stroj v ÚSTARCH SAV. Dynamický rozsah pulzátora je až +/- 1 500 kN. Využíva sa na statické aj dynamické skúšky veľkých telies. Testovali sa tu napríklad mechanické kotvy na stabilizáciu svahov, izolátory alebo veľké spoje oceľových konštrukcií a zložené prierezy. Pracovný priestor pre vzorku medzi horným nosníkom a pracovným stolom dosahuje výšku až dva metre. Spodný pracovný stôl má dva tlakové hydraulické valce, ktoré posúvajú stôl smerom nahor, a jeden ťahový hydraulický valec, ktorý pôsobí proti smeru tlakových a posúva stôl smerom dole. Ťahový hydraulický valec je pripojený k dvojitému pulzátoru pod podlahou a dokáže vyvolať pulzujúce alebo striedavé zaťaženie. Za strojom sa nachádza riadiaci pult, v ktorom sú zabudované hydraulické čerpadlá a elektrické ovládanie.
Stanislava Longauerová
Foto: Matej Pok
Časopis akadémia 1/2025