智能多維陣列萬向加載試驗(yàn)系統(tǒng)
1、項(xiàng)目背景
隨著國家現(xiàn)代化建設(shè)的不斷深入與推進(jìn),各類綜合復(fù)雜的基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目比比皆是,如超高層建筑、地鐵、機(jī)場(chǎng)、樓堂館所、大跨度橋梁、大型客機(jī)、航天飛機(jī)、巨型船舶、海洋平臺(tái)、原子能電站等,與這些大型項(xiàng)目相關(guān)的科研試驗(yàn)復(fù)雜多變,研究工期短,需快速獲取精準(zhǔn)的試驗(yàn)成果。傳統(tǒng)臨時(shí)組裝的試驗(yàn)系統(tǒng)耗時(shí)、費(fèi)力、對(duì)項(xiàng)目的適應(yīng)性差,不能靈活多變,試驗(yàn)結(jié)果可靠性不高,與大型復(fù)雜科研試驗(yàn)項(xiàng)目的需求背道而馳。另外土木工程基礎(chǔ)自然科學(xué)試驗(yàn)研究對(duì)象眾多,諸如墩柱、梁、空間多維節(jié)點(diǎn)、框架、墻體、桁架等構(gòu)件及子結(jié)構(gòu),受力類型涵蓋靜力、低周反復(fù)、高周疲勞、擬動(dòng)力等,傳統(tǒng)臨時(shí)組裝的試驗(yàn)系統(tǒng)導(dǎo)致研究者的科研經(jīng)費(fèi)過多地消耗于試驗(yàn)的附屬裝置,而非試驗(yàn)研究對(duì)象本身,并耗費(fèi)研究者過多的科研精力,遲滯試驗(yàn)周期。智能多維陣列萬向加載試驗(yàn)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)加載空間高度、寬度、方向需求快速靈活多變,智能化、高效、高質(zhì)、安全加載與科學(xué)采集,是當(dāng)前形勢(shì)下科學(xué)試驗(yàn)研究的亟待需求。
2、項(xiàng)目目標(biāo)
(1)支撐結(jié)構(gòu)工程專業(yè)及相近專業(yè)老師開展各類基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)所要求的靜載、低周反復(fù)、高周疲勞等大型、綜合、復(fù)雜研究項(xiàng)目的科學(xué)試驗(yàn)研究。
(2)積極開展社會(huì)技術(shù)服務(wù),加強(qiáng)高校與企業(yè)的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合。
(3)積極接納訪問學(xué)者、地方科技人員及youxiu研究生來實(shí)驗(yàn)室從事合作科研工作。
(4)結(jié)合設(shè)備功能對(duì)本校學(xué)生實(shí)行創(chuàng)新開放,篩選出youxiu本科生、研究生提出的創(chuàng)新課題并開展科研課題的試驗(yàn)研究和相關(guān)學(xué)術(shù)活動(dòng)。
1、多功能承載主機(jī)
★1.1、數(shù)量:1套。
#1.2、立柱間距:不低于4000mm×2000mm。zuida試驗(yàn)凈高度:不低于5000mm(自動(dòng)無級(jí)可調(diào)),橫梁采用液壓夾緊方式進(jìn)行鎖緊。
★1.3、提供主機(jī)系統(tǒng)的三維視圖、空間調(diào)整的詳細(xì)方案,并提供主機(jī)液壓升降、液壓鎖緊等細(xì)節(jié)處理三維示意圖。
★1.4、主機(jī)豎向承載不低于6000kN,具備主動(dòng)跟動(dòng)加載功能,提供豎向作動(dòng)器在水平向的主動(dòng)跟動(dòng)加載功能的三維視圖實(shí)現(xiàn)方案,保證摩擦系數(shù)低于0.01。
1.5、豎向加載系統(tǒng)智能調(diào)節(jié)范圍:豎向作動(dòng)器橫向可智能調(diào)節(jié)空間不低于1000mm,豎向加載系統(tǒng)豎向可智能調(diào)節(jié)空間不低于5000mm。
#1.6、水平加載裝置承載不低于2000kN,可進(jìn)行自動(dòng)高度調(diào)整,可安裝水平200噸及100噸電液伺服作動(dòng)器,分別在支撐兩側(cè)安裝,水平加載裝置具有豎向主動(dòng)跟動(dòng)加載功能。
1.7、水平加載系統(tǒng)智能調(diào)節(jié)范圍:2000kN水平作動(dòng)器可上下調(diào)節(jié)高度不低于1500mm,1000kN水平作動(dòng)器可上下調(diào)節(jié)高度不低于1500mm。
★1.8、提供水平加載裝置與豎向加載框架無縫連接、相對(duì)運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)方案。
★1.9、詳細(xì)描述水平加載裝置高度調(diào)整方案,并且提供三維示意圖。
★1.10、提供垂向及水平加載裝置主動(dòng)跟動(dòng)加載功能的原理圖以及實(shí)現(xiàn)方案。
★1.11、配備無需外接電源或電池的無源無線形變微動(dòng)測(cè)量模塊,對(duì)框架變形進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),投標(biāo)文件中提供無源無線形變微動(dòng)測(cè)量詳細(xì)的解決方案。
1.12、配備柱式、墻式、節(jié)點(diǎn)構(gòu)件及框架加載試驗(yàn)輔具及運(yùn)送5噸試樣的Q345鋼結(jié)構(gòu)小車。
#1.13、配備驗(yàn)收試樣,壓力:不低于6000kN,拉力:不低于2000kN,高度不低于1000mm,提供驗(yàn)收試樣進(jìn)行設(shè)備驗(yàn)收的加載方案。
2、電液伺服作動(dòng)器
2.1、6000kN電液伺服作動(dòng)器
★2.1.1、數(shù)量:1套;
2.1.2、zuida推試驗(yàn)力:不低于6000kN;zuida拉試驗(yàn)力:不低于2000kN;行程:±250mm;
2.2、2000kN電液伺服水平作動(dòng)器
★2.2.1、數(shù)量:1套;
2.2.2、zuida推試驗(yàn)力:不低于2000 kN,zuida拉試驗(yàn)力:不低于1500kN;行程:±300mm;
2.3、1000kN電液伺服水平作動(dòng)器
★2.3.1、數(shù)量:1套;
2.3.2zuida推試驗(yàn)力:不低于1000 kN,zuida拉試驗(yàn)力:不低于500kN;行程:±300mm;
2.4、500kN電液伺服跟動(dòng)作動(dòng)器
★2.4.1、數(shù)量:1套;
2.4.2、zuida推力:不低于500 kN;zuida拉力:不低于300 kN;行程:不低于700mm;
2.5、200kN電液伺服跟動(dòng)作動(dòng)器
★2.5.1、數(shù)量:2套;
2.5.2、zuida推力:不低于200 kN;zuida拉力:不低于100 kN;行程:不低于1500mm;
2.6、所有作動(dòng)器滿足如下指標(biāo):
#2.6.1、試驗(yàn)力測(cè)量范圍與精度:4%~100%FS,示值的±1%;
#2.6.2、位移測(cè)量精度:不低于0.1%FS;
2.6.3、位移測(cè)量方式:內(nèi)置式磁致伸縮位移傳感器;
3、液壓系統(tǒng)(1套)
3.1、智能油源額定流量:不低于100L/min,工作壓力:不低于23Mpa,電控柜以PLC控制器為核心,與采購人控制室中的主控計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)線連接,既可以本地控制又可以遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作。
★3.2、針對(duì)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有情況,提供液壓系統(tǒng)的詳細(xì)布置方案三維圖(包括油源、管路走線等的詳細(xì)位置尺寸的二維、三維圖)及說明資料。
4、控制系統(tǒng)
★4.1、數(shù)量:1套;
#4.2、控制器采用工控計(jì)算機(jī)直接插卡式控制器,不得采用上下位微機(jī)控制器,防止因通訊連接不可靠引起的作動(dòng)器失控?fù)p壞試樣而導(dǎo)致危險(xiǎn)。
4.3、可實(shí)現(xiàn)不少于8個(gè)作動(dòng)器的力、位移電液伺服閉環(huán)控制協(xié)調(diào)加載。
4.4、系統(tǒng)在全程閉環(huán)控制狀態(tài)下,應(yīng)具備力控、位移控制等多種控制功能,并且在試驗(yàn)過程中應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)所有控制方式以及控制速率的任意無沖擊平滑切換。
4.5、試驗(yàn)系統(tǒng)自帶控制系統(tǒng)的主要參數(shù)(荷載、位移等)應(yīng)能通過模擬輸出或數(shù)字輸出等形式將系統(tǒng)信號(hào)傳輸給外部數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)與外部數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行同步采集的功能要求。
★4.6、提供多通道電液伺服加載系統(tǒng)虛擬仿真系統(tǒng),功能包括:虛擬場(chǎng)景、試驗(yàn)原理、設(shè)備高度調(diào)整、試驗(yàn)加載操作介紹,提供投標(biāo)產(chǎn)品生產(chǎn)廠家公開發(fā)布的說明書資料。
4.7、試驗(yàn)軟件能進(jìn)行單層和多高層建筑結(jié)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)擬動(dòng)力試驗(yàn)和子結(jié)構(gòu)擬動(dòng)力試驗(yàn),試驗(yàn)子結(jié)構(gòu)可以取單個(gè)柱構(gòu)件,也可以取單個(gè)樓層或多個(gè)連續(xù)樓層,提供詳細(xì)說明資料及軟件截圖。
4.8、軟件具有結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)時(shí)程分析功能和柱構(gòu)件擬靜力加載模擬功能,支持用戶在擬動(dòng)力試驗(yàn)前對(duì)結(jié)構(gòu)和構(gòu)件模型進(jìn)行檢查,提供詳細(xì)說明資料及軟件截圖。
★4.9、提供控制系統(tǒng)程序與擬動(dòng)力軟件連接進(jìn)行子結(jié)構(gòu)擬動(dòng)力試驗(yàn)的詳細(xì)實(shí)現(xiàn)方案。
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
#5.1、所有采集系統(tǒng)總測(cè)點(diǎn)數(shù):不少于200個(gè),配備專用的控制計(jì)算機(jī)和軟件系統(tǒng);
#5.2、不少于10通道采集WZPK熱電阻信號(hào),精度:≤0.01%(測(cè)量范圍 -200℃-1000℃);
5.3、不少于10通道采集MTSD/A信號(hào),精度:≤0.01%(測(cè)量范圍-10V-10V);
5.4、數(shù)字通道可以直接采集數(shù)字信號(hào),采樣速度≥1000點(diǎn)/秒,通訊距離≥1500米;
5.5、模擬通道可以同時(shí)采集溫度和應(yīng)變信號(hào),并且互不干擾。需能輸出恒流源,為傳感器供電,輸出精度:≤0.01%;
5.6、應(yīng)變測(cè)量通道需能測(cè)應(yīng)變信號(hào)(1/4、半橋和全橋)、直流電壓(±2V)、電阻(≥25kΩ)以及熱電阻等信號(hào);
5.7、應(yīng)變測(cè)量范圍(應(yīng)變系數(shù)2.0):≥±100000με;平衡范圍:≥±15000με(應(yīng)變阻值的+1.5﹪);zuigao分辨率:≤1με;零漂:≤2με/100h;系統(tǒng)不確定度:≤1με;適用應(yīng)變片電阻值;60~20000Ω任意設(shè)定;應(yīng)變片靈敏度系數(shù):1.0~3.0自動(dòng)修正;
5.8、模擬量測(cè)量通道需能滿足測(cè)量直流電壓(≥±12V)、直流電流(≥20 mA)、熱電偶等信號(hào)要求;
5.9、系統(tǒng)采用模塊化,可擴(kuò)展模塊數(shù):≥100塊,模塊間的zuida擴(kuò)展距離:≥100m,通道總數(shù)最多可擴(kuò)展:≥1000通道,并且滿足由一臺(tái)計(jì)算機(jī)獨(dú)立控制要求;
5.10、轉(zhuǎn)換精度:≤16Bit;
5.11、開關(guān)量測(cè)量通道需滿足測(cè)量狀態(tài)、頻率、周期、計(jì)數(shù)以及開關(guān)量輸出要求;
5.12、采集通道之間需有承受過壓:≥500V;
5.13、抗干擾指標(biāo):共模抑制比:≥140db,串模抑制比:≥60db;
5.14、系統(tǒng)工作環(huán)境:除滿足GB/T 6587-2012標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的條件外,尚滿足在惡劣環(huán)境條件(比如振動(dòng)環(huán)境下等)下的穩(wěn)定工作要求;
★5.15、須能直接采集前文“序號(hào)4”中“控制系統(tǒng)”的數(shù)字信號(hào),保證控制系統(tǒng)參數(shù)(荷載、位移等)能通過數(shù)字輸出將系統(tǒng)信號(hào)傳輸給該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)與該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行同步采集的功能要求。投標(biāo)時(shí)提供同步采集詳細(xì)的解決方案。
試驗(yàn)輔助裝置及測(cè)試傳感器
6.1、帶拉壓力傳感器的鏈桿不少于2個(gè),鏈桿長(zhǎng)不低于2.4m,可調(diào)節(jié)高度0.3m;力傳感器受壓承載力500kN,受拉承載力300kN,鏈桿軸壓承載力 600KN, 軸拉承載力400KN;
6.2、承受壓力不低于6000kN的滑動(dòng)鋼結(jié)構(gòu)試驗(yàn)小車不少于1個(gè), 投標(biāo)文件中提供三維視圖及有限元分析報(bào)告,并標(biāo)小車外觀的尺寸;
6.3、不低于1.5m長(zhǎng)壓梁不少于4根,壓梁兩側(cè)錨壓端各承擔(dān)錨固拉力不低于60T;
6.4、不低于1.3m長(zhǎng)壓梁錨固螺桿不少于6根,螺栓桿抗拉力不低于40T;
6.5、三端連接銷鉸裝置不少于2套,銷鉸承受壓力不低于600T, 投標(biāo)文件中提供三維視圖及有限元分析報(bào)告,并標(biāo)注外觀尺寸;
6.6、不低于1.5m長(zhǎng)拉壓連接剛臂不少于2根,剛臂受壓承載力不低于300T;
6.7、拉壓球鉸裝置不少于兩個(gè),球鉸承受拉力不低于150T,承受壓力不低于400T, 投標(biāo)文件中提供三維視圖,并標(biāo)注外觀尺寸;
6.8、基恩士激光位移計(jì)不少于6個(gè),量程不低于300mm;
6.9、數(shù)采引伸計(jì)不少于6個(gè);
6.10、數(shù)采拉線式位移計(jì)不少于30個(gè),量程不低于200mm;
6.11、數(shù)采百分表不少于6個(gè),千分表不少于6個(gè)。
簡(jiǎn)支梁反力框架試驗(yàn)系統(tǒng)
構(gòu)件疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)
鋼筋混凝土梁虛擬受彎試驗(yàn)系統(tǒng)
鋼桁架靜載荷實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
長(zhǎng)柱結(jié)構(gòu)試驗(yàn)系統(tǒng)
鋼桁架加載試驗(yàn)系統(tǒng)
電液伺服多功能結(jié)構(gòu)試驗(yàn)系統(tǒng)
反向架
電液伺服加載系統(tǒng)
水平加載系統(tǒng)
擬動(dòng)力加載試驗(yàn)
千斤頂檢定裝置
多功能結(jié)構(gòu)力學(xué)試驗(yàn)裝置
結(jié)構(gòu)試驗(yàn)教學(xué)加載系統(tǒng)
慢應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)機(jī)
2000噸壓力試驗(yàn)機(jī)
結(jié)構(gòu)工程陣列加載試驗(yàn)系統(tǒng)