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正文內(nèi)容

結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案(編輯修改稿)

2024-11-23 11:58 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 一中所描述的結(jié)構(gòu)工程教學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng),所需費(fèi)用: 24 萬元(包括運(yùn)輸與安裝調(diào)試費(fèi)) 5. 明年的資金下來以后,可以按照下面附錄的結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室總體建設(shè)方案,添置實(shí)驗(yàn)設(shè)備。 附錄:結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室總體建設(shè)方案 總體思路 參照國內(nèi)外著名大學(xué)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備建設(shè)的思路,根據(jù)本校結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室的土建規(guī)劃,制定本方案。試驗(yàn)設(shè)備分為 三 個 組成部分,第一部分以滿足 結(jié)構(gòu) 工程 教學(xué) 試驗(yàn) 為主要目的 , 與實(shí)驗(yàn)室土建完成的 反力槽道配合使用,稱為 結(jié)構(gòu)工程 教學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng)。第二部分 配備 一臺 500噸 多功能 長柱試驗(yàn)機(jī) 。第三部分配備一臺 20 噸 20Hz 動態(tài)作動器、一臺 100 噸 擬靜力加載 作動器、 1 臺 50 噸 擬靜力加載 作動器 、 1 臺 50 噸擬動力加載作動器 構(gòu)成 多通道擬動力加載系統(tǒng)。 上述三部分構(gòu)成完整的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)系統(tǒng), 共用一套油源和配電柜,功能區(qū)域劃分清晰,使用方便。 1. 組成、配置、技術(shù)指標(biāo)與報(bào)價 結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)試驗(yàn) 加載系統(tǒng) 包括方案 1 的全部內(nèi)容,既可以滿足結(jié)構(gòu)工程教學(xué)實(shí)驗(yàn)的要求,也有兩臺加載框架兼顧簡單的科研任務(wù),總預(yù)算: 60 萬元。 500 噸多功能長柱 試驗(yàn)機(jī) 多功能結(jié)構(gòu)試驗(yàn)系統(tǒng)簡介 長柱試驗(yàn)機(jī)是結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室的必備設(shè)備。 頂級的長柱試驗(yàn)機(jī)是大型多功能結(jié)構(gòu)試驗(yàn)系統(tǒng),該型試驗(yàn)機(jī)功能強(qiáng)大,不僅可以完成普通長柱試驗(yàn)機(jī)所能完成的 所有試驗(yàn),而且具有平面內(nèi)多通道跟動加載功能,同時具有非常高的主機(jī)剛度,可以完成幾乎所有大型結(jié)構(gòu)的平面或三維空間內(nèi)的同步或異步加載試驗(yàn)。是長柱試驗(yàn)機(jī)發(fā)展的最高水平。國內(nèi)外著名大學(xué)如: 同濟(jì)大學(xué)、香港理工大學(xué)、清華大學(xué) 等均 配備了 1000 噸的多功能試驗(yàn)機(jī), 圖 1 為此種大型多功能結(jié)構(gòu)試驗(yàn)機(jī)的照片。 圖 1000 噸多功能結(jié)構(gòu)試驗(yàn)機(jī) 但是, 該類型的 試驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜, 造價高 昂,每臺的售價在人民幣 1000 萬左右,因此,如果預(yù)算不夠,為了滿足柱類結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的要求, 就需要簡化設(shè)備功能,配備功能相對簡單的長柱試驗(yàn)機(jī),完成柱類試樣的拉、壓和梁的反復(fù)彎曲 等 試驗(yàn) 。 傳統(tǒng)的長柱試驗(yàn)機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn) 經(jīng)典的長柱試驗(yàn)機(jī)如圖 2 所示: ? 優(yōu)點(diǎn): ? 結(jié)構(gòu)簡單,試驗(yàn)空間大 。 ? 可完成長柱的壓縮試驗(yàn) ? 配上工作臺后可完成梁、板的 單向 彎曲試驗(yàn) ? 缺點(diǎn): ? 不能進(jìn)行拉伸試驗(yàn),無法測得鋼結(jié)構(gòu) 的滯回曲線 ? 無法進(jìn)行橫向加載擴(kuò)展 ? 油缸下置,試驗(yàn)時活塞帶動試樣一起移動,試樣在試驗(yàn)的過程中不穩(wěn)定,安全性不好。試樣的安裝也不方便 ? 試件上需要貼應(yīng)變片,而且應(yīng)變片需要接入應(yīng)變儀,下置油缸會帶著試樣和所有的連線一起運(yùn)動,極大地影響了試驗(yàn) 數(shù)據(jù) 測量的可靠性 500 噸多功能 長柱試驗(yàn)機(jī)方案 圖 2. 寧波大學(xué) 500噸油缸下置式長柱壓力試驗(yàn)機(jī) 升降絲杠,同時承受拉伸和壓縮試驗(yàn)力 單出桿、雙作用電液伺服作動器,用于施加試驗(yàn)力 試驗(yàn)空間調(diào)整機(jī)構(gòu) 低摩擦球鉸 試樣連接壓板 絲杠鎖緊螺母 帶有 T 形槽或錨栓孔的底座,用于安裝試樣 ? 特 點(diǎn): ? 工作臺 大小可根據(jù)用戶要求單獨(dú)設(shè)計(jì)。 ? 不僅 可完成長柱的壓縮試驗(yàn) ,還可對結(jié)構(gòu)件試樣進(jìn)行拉伸,從而測得結(jié)構(gòu)受力的滯回曲線 ? 試驗(yàn)過程中,試樣除受力變形外,不會隨作動器運(yùn)動, 試樣上的應(yīng)變片連線也不會運(yùn)動,保證了測試的可靠性。 ? 只需添加簡單的附件,就可以完成增加軸力后的梁的反復(fù)彎曲試驗(yàn)。 系統(tǒng)組成 與主要技術(shù)指標(biāo) ? 系統(tǒng)組成 試驗(yàn)機(jī)由主機(jī)、液壓系統(tǒng)、控制器和試驗(yàn)附件等部分組成。主機(jī)的組成如圖 6。 液壓系統(tǒng)原理圖如圖 4。 該液壓系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是采用了電液伺服負(fù)載適應(yīng)控制技術(shù),試驗(yàn)機(jī)的 PC 機(jī)控制器根據(jù)測得的試驗(yàn)力的大小通過電液 比例溢流閥控制液壓系統(tǒng)的壓力的大小,既保證伺服閥兩端有足夠的壓差,又能保證系統(tǒng)壓力隨試驗(yàn)力的變化而變化,極大地減小了液壓系統(tǒng)的無功消耗,符合現(xiàn)代科技節(jié)能環(huán)保的要求。 控制系統(tǒng)采用了我公司具有自主知識產(chǎn)權(quán)的獨(dú)創(chuàng)性的 POPM 控制器 ,該控制器由工控PC、插裝在 PC 機(jī)內(nèi)的 PA201 測控卡加上相應(yīng)的軟件構(gòu)成。只有傳感器輸入、伺服閥控制信號輸出等外部接線,具有極高的可靠性和易維護(hù)性。 控制器 和 PA201 測控卡 的外形如圖 5和圖 6。 軟件采用虛擬儀器技術(shù),實(shí)現(xiàn)了全屏幕模擬數(shù)碼管顯示和完善的人機(jī)交互技術(shù),所有的操作均可以通過鼠標(biāo)完成。 軟件 具有完善的試驗(yàn)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫管理功能,保證試驗(yàn)機(jī)測得的所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)都能以 文本文件格式或 ACSESS 數(shù)據(jù)庫格式進(jìn)行存儲。另外,還可以根據(jù)需要,將試驗(yàn)機(jī)測得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)以模擬量或數(shù)字量的形式傳輸給數(shù)采系統(tǒng),保證試驗(yàn)力數(shù)據(jù)與由數(shù)圖 3. 新型 500噸電液伺服多功能長柱 試驗(yàn)機(jī) 圖 4. 500噸多功能長柱 試驗(yàn)機(jī) 液壓原理圖 采系統(tǒng)取得的試樣應(yīng)變數(shù)據(jù)同步,該功能對精確分析結(jié)構(gòu)的性能具有極為重要的意義。 POPM 控制器只需要配備一塊 PA201 測控卡就可以完成試驗(yàn)機(jī)的控制,但采用 POPM控制器的好處是,該控制器預(yù)留有 5 個擴(kuò)展通道,需要的時候可以通過增加 PA201 測控卡的數(shù)量并升級相應(yīng)的軟件系統(tǒng),就可以將該試驗(yàn)機(jī)擴(kuò)展為一個多通道加載系統(tǒng),為 長柱試驗(yàn)機(jī)擴(kuò)展橫向加載通道提供了方便。 ? 主要技術(shù)指標(biāo) 1) 最大 壓 試驗(yàn)力: 5000kN 2) 試驗(yàn)力測量范圍: 2%100%FS 3) 試驗(yàn)力準(zhǔn)確度: 177。 1% 4) 測力方式:油壓傳感器測力 插插 在在 工工 控控 機(jī)機(jī) 中中 的的 多多 塊塊PA201型型 PCI插插 卡卡 POPM控控 制制 器器的的 后后 部部 接接 線線 圖 POPM控制器 插
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