大型多功能結構試驗機試驗系統2000噸

大型多功能結構試驗機試驗系統2000噸

大型多功能結構試驗機試驗系統2000噸

本系統主要由七部分組件組成： 2000噸多功能反力框架，靜態(tài)電液伺服加載作動(dòng)器；主機閥臺及管路；控制系統；回字形加載框架；試驗配套設備；數據采集系統。

一、2000噸多功能反力框架

1.1、主機采用框架結構，橫梁通過(guò)液壓自動(dòng)升降裝置以調整試驗空間，主機立柱與上下橫梁采用預應力鎖緊，保證主機框架在拉壓加載時(shí)不會(huì )產(chǎn)生間隙。

1.2、主框架最大垂向壓力不小于：20000kN，最大垂向拉力不小于：6000kN；主框架水平向承載力不小于：6000kN，拉4000kN，

1.3、試驗空間不小于：

寬：5000mm（立柱內側間距），深：3900mm，高5000mm(作動(dòng)器底部至底座頂面) ，加長(cháng)試驗空間內側尺寸（長(cháng)*寬）：13500mm*1900mm；

試驗空間高度調節范圍不窄于：1500~5000mm，分級調整（每級高度500mm）。

主機須依據實(shí)驗室預留基礎設計施工，不需額外改造。

1.4、最大載荷下（20000kN壓力）主機框架的最大變形不大于1/1000，提供垂向和左右兩側水平向同時(shí)加載時(shí)整機的有限元分析報告

1.5、主機框架外前后側向環(huán)形支撐，整體最大高度不小于4000mm。其中高度≤2500mm時(shí)，滿(mǎn)足最大推力不小于4000kN，高度在2500mm~4000mm時(shí)，滿(mǎn)足最大推力不小于2000kN，前后側向支撐可沿承力地基移動(dòng)。配備各級作動(dòng)器連接及安裝固定裝置。

1.6、垂向加載作動(dòng)器安裝在橫梁上，要求具備沿水平力作用方向主動(dòng)伺服跟動(dòng)加載的能力，提供實(shí)施方案掃描件

1.7、水平向電液伺服作動(dòng)器安裝在主機框架單側支撐上，配置沿垂直方向主動(dòng)伺服跟動(dòng)加載系統，提供實(shí)施方案掃描件

1.8、主機試驗底座臺面上應合理布置錨孔，間距600mm（與現有實(shí)驗室反力臺座孔距一致）；所配置的連接螺桿數量不低于20根；應可與實(shí)驗室已配備的節點(diǎn)試驗輔具配套使用；配備水平滑移限位裝置。

1.9、側向環(huán)形加載支撐在豎向平面內夾角不窄于0~ ±45°，水平面內夾角不窄于0~±30°。主框架及側向支撐結構連接方式可靠、易用，標明不同加載角度（45°、30°、20°）下的最大荷載及其變形，提供設計計算書(shū)掃描件

1.10配備無(wú)需外接電源或電池的，基于射頻能量收集的無(wú)源無(wú)線(xiàn)形變測量模塊，對框架變形進(jìn)行實(shí)時(shí)監測，提供實(shí)施方案掃描件

1.11、提供整套系統的三維視圖掃描件，原件備查；對平面外加載提供可行性方案三維視圖掃描件，原件備查；提供平面外加載的詳細有限元分析報告掃描件，

1.12、提供滿(mǎn)足設備指標要求的驗收試樣輔具及改進(jìn)現有的運送小車(chē)以滿(mǎn)足該加載設備運輸試件的要求；試驗試件就位所需軌道4根（井字排列）、手動(dòng)葫蘆不少于4個(gè)，單個(gè)軌道總承載力不小于16噸。

1.13、配備設備不同類(lèi)型試驗功能所需的實(shí)驗支座、夾具等輔具各一組。需滿(mǎn)足試驗類(lèi)型包括：墻類(lèi)實(shí)驗、十字節點(diǎn)試驗、K型節點(diǎn)試驗、空間異型節點(diǎn)試驗、深梁試驗、墻柱偏壓實(shí)驗。

二、靜態(tài)電液伺服加載作動(dòng)器

2.1、20000kN垂向電液伺服加載作動(dòng)器，最大推力不小于：20000kN，最大拉力不小于：6000kN；最大行程：600mm (±300mm)；活塞桿頭部直接安裝球鉸支座及法蘭盤(pán)以實(shí)現與試件的連接；數量：1臺。

2.2、主框架單側水平向電液伺服加載作動(dòng)器，最大推力不小于6000kN、拉力不小于4000kN；最大行程不小于±400mm?；钊麠U頭部直接安裝球鉸支座及法蘭盤(pán)以實(shí)現與試件的連接；數量：1臺；另一側提供4000kN作動(dòng)器安裝底座，滿(mǎn)足現有4000kN作動(dòng)器要求。

2.3、1000kN水平向跟動(dòng)作動(dòng)器，最大推拉力不小于：±1000kN；最大行程±400mm；作動(dòng)器與20000kN垂向加載作動(dòng)器連接，實(shí)現該作動(dòng)器的水平向伺服跟動(dòng)；數量：1臺

2.4、1000kN垂向跟動(dòng)作動(dòng)器，最大推拉力不小于：±1000kN；最大行程：1800mm；作動(dòng)器與6000kN水平向加載作動(dòng)器連接，實(shí)現該作動(dòng)器的垂向主動(dòng)伺服跟動(dòng)；數量：1臺

2.5、20000kN垂向電液伺服加載作動(dòng)器、6000kN水平向電液伺服加載作動(dòng)器須滿(mǎn)足如下要求：

力測量精度不低于:±1%（4%--100%量程范圍內）；20000kN力分辨率優(yōu)于1kN,6000kN力分辨率優(yōu)于0.5kN,

位移精度：≤0.05%FS，位移分辨率：0.01mm。

提供由中國合格評定國家認可委員會(huì )認可的計量檢定機構出具的作動(dòng)器所用力傳感器的校準證書(shū)掃描件，原件備查。

2.6 伺服閥指標：控制電壓：0~±10V；額定流量誤差（?PN=7Mpa）：≤10%；供油壓力最大：31.5MPa；階躍響應時(shí)間：≤12ms，分辨率：≤0.1%，滯環(huán)：≤0.2%，閥流量保證活塞最大移動(dòng)速度≥150mm/min。

提供伺服閥的產(chǎn)品彩頁(yè)資料掃描件，原件備查。

三、主機閥臺及管路

3.1、本系統采用實(shí)驗室已有的800L/min電液伺服油源系統，加載控制系統與該油源系統的PLC之間可以通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)或RS232C串行口線(xiàn)連接，在控制器的計算機界面上監控伺服油源的運行，可實(shí)現液壓系統的遠程監控操作。

3.2、油源至主機系統的管路以及主機上固定部分的管路采用無(wú)縫鋼管連接，主機移動(dòng)橫梁、主加載作動(dòng)器等采用高壓軟管連接；管道耐壓不低于32MPa.

提供管路系統的三維布置圖掃描件，原件備查。

四、控制系統

4.1、控制器采用工控計算機直接插卡式控制器，不得采用上下位微機控制器，防止因通訊連接不可靠引起的作動(dòng)器失控損壞試樣而導致危險。

4.2、至少具備6個(gè)前向控制通道和12個(gè)反饋通道，應可實(shí)現試樣的6通道同步、異步加載控制和垂向主作動(dòng)器和水平作動(dòng)器的主動(dòng)跟動(dòng)控制；12個(gè)通道的模擬輸出?？刂葡到y的主要參數（荷載、位移等）能通過(guò)模擬輸出及數字輸出等形式將系統信號傳輸給外部數據采集系統，實(shí)現控制系統與外部數據采集系統進(jìn)行同步采集的功能要求。

4.3、控制器應能夠實(shí)現垂向與水平向加載的主動(dòng)伺服跟動(dòng)控制，保證在加載的過(guò)程中，垂向加載作動(dòng)器可以水平向的主動(dòng)伺服跟動(dòng)，水平向加載作動(dòng)器可以完成垂向的主動(dòng)伺服跟動(dòng)，提供設計方案圖掃描件，原件備查。

4.4、配備試驗力、位移兩個(gè)閉環(huán)控制回路，兩種控制模式之間可在任何情況下平滑切換。具備可編程試驗功能。

4.5、控制軟件在Windows 10系統環(huán)境下應具有良好的兼容性和人機交互界面。

4.6、此系統可適配采購人已采購的組合式雙1000噸多功能多通道電液伺服加載試驗系統所配備的作動(dòng)器，所配備的控制系統可以與本項目的控制系統聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現復雜多點(diǎn)的結構加載試驗功能，并可進(jìn)行多個(gè)子結構的遠程擬動(dòng)力協(xié)同試驗，提供設計圖掃描件原件備查。

4.7、提供虛擬仿真系統，功能包括：虛擬場(chǎng)景、試驗原理、設備高度調整、試驗加載操作介紹。

4.8、軟件具有保護功能，當因意外情況導致試驗中斷時(shí)，自動(dòng)保護，用戶(hù)可以在中斷點(diǎn)重啟繼續試驗。當試驗力超過(guò)每檔最大試驗力時(shí)過(guò)載保護，系統卸荷；當活塞位移達到上下極限位置時(shí)行程保護，油泵電機停機。

4.9、試驗軟件能進(jìn)行單層和多高層建筑結構的整體結構擬動(dòng)力試驗和子結構擬動(dòng)力試驗，試驗子結構可以取單個(gè)柱構件，也可以取單個(gè)樓層或多個(gè)連續樓層。

4.10、結構建?；诖?lián)多自由度模型，每個(gè)樓層可包含多個(gè)柱構件。柱構件的模擬包含多種非線(xiàn)性滯回模型，如：理想彈塑性模型、旗形模型、二折線(xiàn)模型、三折線(xiàn)模型和四折線(xiàn)模型，可以實(shí)現剛度和強度退化、捏攏效應等非線(xiàn)性特征的模擬。

4.11、軟件具有結構地震響應時(shí)程分析功能和柱構件擬靜力加載模擬功能，便于用戶(hù)在擬動(dòng)力試驗前對結構和構件模型進(jìn)行檢查。

4.12、軟件具有試驗數據可視化顯示功能，試驗過(guò)程中能夠實(shí)時(shí)時(shí)程曲線(xiàn)、滯回曲線(xiàn)、數值顯示及結構振動(dòng)動(dòng)畫(huà)。

4.13、提供本招標要求中列出的控制系統和擬動(dòng)力軟件連接進(jìn)行子結構擬動(dòng)力試驗的實(shí)現方案掃描件，原件備查。

4.14、提供靜態(tài)控制系統和擬動(dòng)力軟件連接進(jìn)行子結構擬動(dòng)力試驗。

4.15、試驗控制應具有手動(dòng)和自動(dòng)兩種操作系統，并應具備以下功能：具有完整、可靠的安全保護裝置；當試驗力超過(guò)每檔最大試驗力時(shí)過(guò)載保護，系統卸荷；當活塞位移達到上下極限位置時(shí)行程保護，油泵電機停機。

五、回字形加載框架

5.1、利用實(shí)驗室原有承載力2000噸的主橫梁，擴展為回字型框架的上下橫梁使用；上下橫梁組合可作為2000噸橫梁承載使用，配備相應的連接件；

框架外形尺寸不小于：長(cháng)7000mm，高5200mm，厚度和現有主梁一致；框架柱腳需加寬以保證側向穩定性?？蚣茏冃呜Q向及水平向受力時(shí)，撓度變形不大于0.1%。提供設計方案圖掃描件，原件備查。

5.2、框架垂向承載力不小于：3000kN，水平向承載力不小于： 600kN；提供在不改變現有橫梁尺寸情況下，擴展到5000kN的實(shí)施方案及相應輔具。

5.3、配備行程為±300mm的水平滑動(dòng)板或直線(xiàn)導軌，1個(gè)，最大磨阻不大于所受法向力的1%。

5.4、配備防護欄和鋼梯，保證試驗安全和操作。

5.5、提供十字形、k字型，T字型節點(diǎn)試驗框架連接及支撐輔具，該加載框架的連接尺寸圖及三維視圖。

5.6、最大荷載下，加載框架整體有限元分析報告；

5.7、框架四周（立柱、頂梁及底梁）翼緣預留螺栓孔，為后續輔具、試件安裝提供條件。

5.8、根據實(shí)驗室現有特點(diǎn)提供平面外抗傾覆設施，并提供計算書(shū)。

5.9、用于千斤頂連接反力架的鋼梁的傾斜支座，水平支座各2個(gè)，滿(mǎn)足梁、柱、十字型節點(diǎn)、K型節點(diǎn)、T字型節點(diǎn)等結構試驗。

5.10、配置試件安裝就位所需葫蘆，不少于4個(gè)。

六、試驗配套設備

6.1、液壓千斤頂：300t液壓?jiǎn)蜗蚯Ы镯斝谐?00mm，帶力傳感器，1只，用于豎向加載。

6.2、60噸拉壓千斤頂、30噸拉壓千斤頂各2只，行程均為±250mm，均帶力傳感器和內置位移傳感器；

6.3、500噸壓力傳感器1只，提供由中國合格評定國家認可委員會(huì )認可的計量檢定機構出具的校準證書(shū)掃描件，原件備查。

6.4、4通道高精度自動(dòng)液壓控制臺1套。

6.5、平面鉸支座1個(gè)，額定承載力≥250噸；允許偏轉角度：≤15°；轉動(dòng)方式：?jiǎn)蜗蜚q連接轉動(dòng)；可調節內槽最大尺寸：400x400mm。

6.6、機械千斤頂：50噸4只、30噸2只, 10噸2只

6.7、拉線(xiàn)式位移計：量程：500mm 精度：1%FS, 12個(gè)；

拉線(xiàn)式位移計：量程：700mm 精度：1%FS, 4個(gè)；

拉線(xiàn)式位移計：量程：1000cm 精度：1%FS, 4個(gè)；

導桿位移計：量程：250各8只。

6.8 激光位移計：量程：300mm精度：優(yōu)于0.1%，各2只.

激光位移計：量程：500mm精度：優(yōu)于0.1%，各2只。

6.9 機械式磁力表座：量程：500mm, 40個(gè)；量程：1000mm, 40個(gè)。

七、數據采集系統

7.用途：用于采集應變、位移、力等實(shí)驗數據。

7.1數采通道：總通道數不小于180通道，單臺不少于60通道，可進(jìn)行更多通道擴展，滿(mǎn)足2000通道以上系統集成測試，同步精度200ns。

7.2模數轉換器：24位A/D轉換器。

7.3每個(gè)通道均可以采集：1/4橋、半橋、全橋及應變式位移傳感器、各種橋式力傳感器、電阻式傳感器。支持電壓信號輸入。

7.4支持應變片電阻60~20000Ω；靈敏度系數1.0~3.0 自動(dòng)修正。

7.5導線(xiàn)電阻自動(dòng)修正功能，長(cháng)導線(xiàn)電阻修正范圍：0～100Ω。

7.6量程±60000με，分辨率0.1με

7.7精度：0.2%FS；應變示值：≤0.5%±3με；非線(xiàn)性：≤0.1%FS。

7.8可以動(dòng)靜態(tài)采集，靜態(tài)每通道采樣頻率不小于1Hz，動(dòng)態(tài)最高200Hz。

7.9軟件要求：計算機完成自動(dòng)平衡、試采樣、單次采樣、定時(shí)采樣的控制，以及將任選兩測點(diǎn)的測量數據定義為 x 軸和 y 軸，邊采樣邊繪制成曲線(xiàn)，完成 x-y 記錄儀（滯回曲線(xiàn)）的功能。

7.10軟件中輸入橋路方式、應變計電阻、導線(xiàn)電阻、應變計靈敏度系數，軟件完成對測量結果的自動(dòng)修正；軟件中輸入被測試件材料的彈性模量和泊松比，軟件將完成應力及兩片直角、三片 45°直角、60°等邊三角形、傘形、扇形等應變花主應力及方向的計算。

7.11零漂：不大于2με/4h。

7.12具有同步并行測試和分析功能，滿(mǎn)足1000通道以上系統集成測試，配套處理軟件通過(guò)對數據監控與管理，實(shí)現對各種結構的性能測試和分析。系統可實(shí)現遠程多平臺匯編系統DFD，控制系統等外部設備接入系統平臺，實(shí)現統一控制管理，滿(mǎn)足系統集成測試需求。

7.13支持網(wǎng)絡(luò )攝像頭視頻信號接入，視頻信號能夠和所有數據采集通道實(shí)時(shí)數據同屏顯示。在數據分析時(shí)，能夠協(xié)同采集數據查看當前時(shí)刻對應視頻圖像，便于多維度分析。

7.14自動(dòng)平衡范圍：±20000με（應變計阻值的±2%）。