大學(xué)結(jié)構(gòu)力學(xué)組合實(shí)驗(yàn)裝置

大學(xué)結(jié)構(gòu)力學(xué)組合實(shí)驗(yàn)裝置

1.結(jié)構(gòu)力學(xué)組合實(shí)驗(yàn)裝置應(yīng)由自反力加載架、液壓加載油缸、低頻電動(dòng)伺服加載系統(tǒng)、靜態(tài)數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)、多種類(lèi)型傳感器、滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求的教學(xué)模型及相應(yīng)輔具組成。

2.自反力加載架1套

2.1承載能力不小于300 kN，采用四立柱門(mén)式框架自反力結(jié)構(gòu)，下橫梁采用箱型鋼梁的結(jié)構(gòu)形式，梁高度可按模數(shù)調(diào)節(jié)，所有構(gòu)件工作面均進(jìn)行機(jī)加工，粗糙度優(yōu)于R3.2。加載架設(shè)計(jì)承載力按變形控制，梁額定荷載下?lián)隙刃∮诹嚎缍鹊?.1%

2.2整體尺寸不大于3500×1000×3100mm，有效實(shí)驗(yàn)空間不小于3500×300×1700mm

2.3上橫梁工作面安裝通長(zhǎng)的直線(xiàn)導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上安裝可任意移動(dòng)的小車(chē)平臺(tái)，以安裝加載點(diǎn)及支座

2.4下橫梁表面為不銹鋼，可防銹、防刮擦

2.5下橫梁側(cè)面按模數(shù)加工安裝孔，可安裝試件固定裝置及對(duì)下橫梁進(jìn)行加寬，方便實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展。

2.6移動(dòng)立柱、移動(dòng)豎梁可安裝在下橫梁的軌道上或側(cè)面，位置任意可調(diào)

3.500kN隨動(dòng)小車(chē)平臺(tái)1套

3.1用于反力架橫梁與豎向油缸的連接，使豎向油缸能水平隨動(dòng)，承載力不小于500kN，滑動(dòng)摩擦系數(shù)不大于0.02

3.2在上橫梁上安裝低摩擦系數(shù)直線(xiàn)導(dǎo)軌及配套的直線(xiàn)滑塊，可同時(shí)承受三個(gè)方向的負(fù)荷，并保證其行走精度優(yōu)于0.1mm。

4. 200kN隨動(dòng)小車(chē)平臺(tái)2套：

4.1用于反力架橫梁與豎向油缸的連接，使豎向油缸能水平隨動(dòng)，承載力不小于200kN，滑動(dòng)摩擦系數(shù)不大于0.02；

4.2在上橫梁上安裝低摩擦系數(shù)直線(xiàn)導(dǎo)軌及配套的直線(xiàn)滑塊，可同時(shí)承受三個(gè)方向的負(fù)荷，并保持其行走精度優(yōu)于0.1mm。

5．液壓油源1套

5.1可輸出多路穩(wěn)定壓力，可進(jìn)行荷載、位移閉環(huán)控制；

5.2采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)低噪音油泵，電機(jī)轉(zhuǎn)速可根據(jù)實(shí)際用油量調(diào)整；距離設(shè)備1m處噪音不大于65db；

5.3系統(tǒng)流量不小于10L/min，壓力輸出在0-25Mpa之間；

5.4可進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)、流量調(diào)節(jié)及油路轉(zhuǎn)換；具有油路堵塞、超溫、低液位、液壓系統(tǒng)過(guò)載、電機(jī)過(guò)熱等自動(dòng)報(bào)警并停機(jī)功能。

5.5油源應(yīng)可同時(shí)滿(mǎn)足兩套裝置的加載設(shè)備使用。

6.分油子站1臺(tái)

6.1用于油路分油及傳輸：由液壓加載控制系統(tǒng)集中供油，帶一路手動(dòng)輸出；

6.2壓力在0-25MPa連續(xù)可調(diào)，帶蓄能器、調(diào)壓裝置、流量調(diào)節(jié)裝置、換向裝置，并有防止多通道互相干擾的功能；

6.3系統(tǒng)流量不小于2L/min。

7.液壓加載油缸1個(gè)

7.1拉壓雙作用油缸，活塞桿中空加工有內(nèi)螺紋，并安裝有螺桿，用以調(diào)整油缸的運(yùn)動(dòng)范圍，可與拉壓力傳感器相連；

7.2最大壓縮荷載不小于300kN，最大拉伸荷載不小于150kN，滿(mǎn)荷載對(duì)應(yīng)的工作壓力不小于25MPa，油缸耐壓不小于30MPa，活塞行程不小于3150mm，手動(dòng)行程不小于3150mm，啟動(dòng)壓力不大于0.1MPa；

7.3有手動(dòng)行程調(diào)節(jié)功能，油管采用快速接頭的連接方式。

8.電動(dòng)伺服加載系統(tǒng)1套

8.1采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)缸加載的方式，具有觸摸屏及手動(dòng)脈沖發(fā)生器控制功能，可進(jìn)行載荷、位移伺服控制加載，具有提供靜載及低周加載試驗(yàn)功能；

8.2安裝固定方式為前法蘭+尾鉸固定，尾部可進(jìn)行鉸接固接轉(zhuǎn)換，前端螺紋連接；

8.3靜載出力不小于50kN；運(yùn)動(dòng)頻率在0-1Hz之間，工作行程不小于200mm；

9．手動(dòng)渦輪渦桿加載裝置2套

9.1采用機(jī)械式渦輪渦桿裝置，可實(shí)現(xiàn)拉壓加載，帶有自鎖功能；

9.2額定荷載不小于10kN，行程不小于150mm。

10.實(shí)驗(yàn)梁支墩1對(duì)

10.1采用方箱式，周邊加工功能孔

10.2尺寸不小于260*160*250mm

10.3承載力不小于300kN

11.通用鉸支座1對(duì)

11.1用于標(biāo)準(zhǔn)梁彎曲等實(shí)驗(yàn)支座，具有自動(dòng)找平功能

11.2固定鉸支座1個(gè)，采用十字圓柱鉸結(jié)構(gòu)，具有兩個(gè)互相垂直的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn)

11.3滑動(dòng)鉸支座1個(gè)，采用直線(xiàn)導(dǎo)軌滑板或圓柱滾針轉(zhuǎn)動(dòng)鉸結(jié)構(gòu)；

11.4受壓承載力不小于300kN，雙向旋轉(zhuǎn)角度≥15°，滑動(dòng)行程大于±40mm。

12.分配梁1套

12.1用于在加載過(guò)程中對(duì)力進(jìn)行兩點(diǎn)分配，實(shí)現(xiàn)梁的三點(diǎn)、四點(diǎn)彎曲加載；

12.2帶一對(duì)正交鉸支座，鉸支座距離需按模數(shù)可調(diào)，加載點(diǎn)距離500-1400mm，按模數(shù)可調(diào)；

12.3可直接與載荷傳感器相連：與拉壓力傳感器連接時(shí)，正交鉸支座安裝在梁下部，所有部件均可隨加載油缸上下移動(dòng)，工作面均進(jìn)行機(jī)加工處理，粗糙度優(yōu)于R3.2，工作面平整度優(yōu)于0.1mm。

12.4外形尺寸不小于200*200*1000mm，承載力不小于300kN。

13.立柱轉(zhuǎn)接板1套

13.1可將水平加載裝置安裝在D型立柱之間提供水平反力的裝置，并利用豎向?qū)к壉ＷC小車(chē)可移動(dòng)并在任意位置鎖緊；

13.2承載力不小于10kN，豎向可調(diào)范圍不小于±600mm；

13.3加載點(diǎn)可沿豎直方向移動(dòng)并可在任意位置鎖緊。

14.油缸加載鉸1套

14.1最大荷載不小于300kN，加載角度應(yīng)連續(xù)可調(diào)、可鎖緊；

14.2安裝在分配梁上端，用于調(diào)整加載角度，平衡分配梁加載點(diǎn)不等高對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，由轉(zhuǎn)軸和兩塊可繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的可鎖緊耳座板組成。

15靜態(tài)數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)1臺(tái)

15.1可用于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中拉壓力、位移、靜態(tài)應(yīng)變、支座反力等的測(cè)量；

15.2采用電源箱、采集箱一體式，方便與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)換功能；

15.3測(cè)量通道不少于32通道，最高采樣頻率不小于1Hz，測(cè)量?jī)x器應(yīng)有快速接線(xiàn)的插座，可擴(kuò)展至4096個(gè)通道。

16.臺(tái)式電腦1臺(tái)：

16.1配置不低于I3處理器；

16.2不小于4G內(nèi)存；

16.3不小于500G硬盤(pán)；

16.4不小于1G獨(dú)立顯卡；

16.5配有DVD光驅(qū)及不小于19.5英寸液晶顯示器。

17.300kN拉壓力傳感器1個(gè)：采用輪輻式，量程不小于300kN，線(xiàn)性度不低于0.05%，精度等級(jí)不低于0.1kN。

18.50kN拉壓力傳感器1個(gè)：采用柱式，量程不小于50kN，線(xiàn)性度不低于0.05%。，精度等級(jí)不低于0.1kN。

19.25mm位移傳感器2個(gè)：采用應(yīng)變式，量程不小于±25mm，精度等級(jí)不低于0.1mm。

20.50mm位移傳感器1個(gè)：采用應(yīng)變式，量程不小于±50mm，精度等級(jí)不低于0.1mm。

21.柱式拉力傳感器2個(gè)：采用柱式，量程不小于700kg，線(xiàn)性度不低于0.05%。

22.轉(zhuǎn)角傳感器1個(gè)：采用應(yīng)變式，量程不小于±10度，分辨率不低于10秒，線(xiàn)性度不低于0.1%，重力絕對(duì)式的工作方式，采用一點(diǎn)式安裝。

23.裂縫顯微鏡1個(gè)：采用顯微鏡，配有LED光源，測(cè)微鼓最小讀數(shù)值不高于0.01毫米，測(cè)量范圍不小于0-6毫米，儀器放大倍數(shù)不小于20倍。

24.磁性表座3個(gè)：由磁性底座和萬(wàn)向支臂組成，萬(wàn)向支臂，可固定任何角度，磁力不低于600N，重量不低于1.7kg。

25.幾何構(gòu)造結(jié)構(gòu)性質(zhì)分析模型1套：

25.1模型由剛片、桿件、節(jié)點(diǎn)組成

25.2兩剛片模型，可演示機(jī)構(gòu)、結(jié)構(gòu)、瞬變體系的特點(diǎn)，尺寸不小于600*400mm

25.3三剛片模型：600*500mm

25.4模型采用裝配式結(jié)構(gòu)，節(jié)點(diǎn)、桿件通用，剛片采用鋁板制作，桿件采用不銹鋼板制作。

26.門(mén)式剛架1套

26.1結(jié)構(gòu)形式：門(mén)式剛架，模型尺寸不小于500mm*500mm，桿件通用，可與不同結(jié)點(diǎn)盤(pán)互換安裝，桿件采用不銹鋼方管，參考尺寸為20mm*20mm，壁厚1mm，全部桿件均需在三個(gè)部位對(duì)稱(chēng)粘貼應(yīng)變片以測(cè)量軸力和彎矩；

26.2節(jié)點(diǎn)盤(pán)采用剖分式結(jié)構(gòu)，分鉸接點(diǎn)、剛接點(diǎn)、半剛半鉸接點(diǎn)三種，均需符合結(jié)構(gòu)力學(xué)中理想節(jié)點(diǎn)要求，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)重復(fù)性、線(xiàn)性誤差小于5%。

27.門(mén)式排架1套

27.1結(jié)構(gòu)形式：門(mén)式排架，模型尺寸不小于500mm*500mm，桿件通用，可與不同結(jié)點(diǎn)盤(pán)互換安裝，桿件采用不銹鋼方管，參考尺寸為20mm*20mm，材質(zhì)Q235，壁厚1mm，全部桿件均需在三個(gè)部位對(duì)稱(chēng)粘貼應(yīng)變片以測(cè)量軸力和彎矩；

27.2節(jié)點(diǎn)盤(pán)采用剖分式結(jié)構(gòu)，分鉸接點(diǎn)、剛接點(diǎn)、半剛半鉸接點(diǎn)三種，均需符合結(jié)構(gòu)力學(xué)中理想節(jié)點(diǎn)要求，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)重復(fù)性、線(xiàn)性誤差小于5%。

28.單榀多層框架1套

28.1結(jié)構(gòu)形式：?jiǎn)伍鄬涌蚣?，模型尺寸不小?600mm*500mm，桿件通用，立柱桿件為兩種不同剛度，均采用不銹鋼材質(zhì)，全部桿件均需在不少于三個(gè)部位對(duì)稱(chēng)粘貼應(yīng)變片以測(cè)量軸力和彎矩；

28.2梁柱節(jié)點(diǎn)采用裝配式結(jié)構(gòu)，需符合結(jié)構(gòu)力學(xué)中理想剛結(jié)點(diǎn)要求，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)重復(fù)性、線(xiàn)性誤差小于5%。

29.四跨梯形桁架1套

29.1結(jié)構(gòu)形式：梯形屋架，模型尺寸不小于500mm*2000mm，桿件通用，可與不同結(jié)點(diǎn)盤(pán)互換安裝，桿件采用不銹鋼方管，參考尺寸為20mm*20mm，壁厚1mm，全部桿件均需在三個(gè)部位對(duì)稱(chēng)粘貼應(yīng)變片以測(cè)量軸力和彎矩；

29.2節(jié)點(diǎn)盤(pán)采用剖分式結(jié)構(gòu)，分鉸接點(diǎn)、剛接點(diǎn)、半剛半鉸接點(diǎn)三種，均需符合結(jié)構(gòu)力學(xué)中理想結(jié)點(diǎn)要求，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)重復(fù)性、線(xiàn)性誤差小于5%。

30.四跨三角形屋架1套

30.1結(jié)構(gòu)形式：三角形屋架，模型尺寸不小于500mm*2000mm，外側(cè)框架通長(zhǎng)桿件連接處為剛接點(diǎn)，內(nèi)側(cè)支撐連接處為鉸接點(diǎn)。桿件通用，可與不同節(jié)點(diǎn)盤(pán)互換安裝，桿件采用不銹鋼方管，參考尺寸為20mm*20mm，壁厚1mm，全部桿件均需在三個(gè)部位對(duì)稱(chēng)粘貼應(yīng)變片以測(cè)量軸力和彎矩；

30.2節(jié)點(diǎn)盤(pán)采用剖分式結(jié)構(gòu)，分鉸接點(diǎn)、剛接點(diǎn)、半剛半鉸接點(diǎn)三種，均需符合結(jié)構(gòu)力學(xué)中理想節(jié)點(diǎn)要求，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)重復(fù)性、線(xiàn)性誤差小于5%。

31.加載桿件2個(gè)：協(xié)調(diào)加載裝置和結(jié)構(gòu)模型的距離，便于安裝、加載；薄壁圓桿，尺寸500 mm *22mm *1mm，承載力不小于5kN，長(zhǎng)度調(diào)節(jié)范圍0-300mm。

32.H型鋼梁1套：采用標(biāo)準(zhǔn)H型鋼梁，尺寸不小于100 mm *100 mm *2200mm。表面鍍鋅處理，粘貼不同使用方式的測(cè)試應(yīng)變片，安裝快速接線(xiàn)插座?？蛇M(jìn)行不同方向的加載實(shí)驗(yàn)，可與焊接鋼桁架或球節(jié)點(diǎn)桁架組成組合結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試。

33.裝配式鋼桁架1只

33.1采用梯形形式，桿件采用雙40mm*4mm角鋼；跨距不小于2000mm，高度不小于500mm，桿件配置不少于三種剛度，節(jié)點(diǎn)盤(pán)配置不少于三種厚度；

33.2實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)重復(fù)性、線(xiàn)性誤差小于5%，表面鍍鋅處理；

33.3半數(shù)桿件粘貼驗(yàn)證性應(yīng)變片，每根桿件在三個(gè)部位，每個(gè)部位對(duì)稱(chēng)粘貼4片應(yīng)變片。

34.球節(jié)點(diǎn)桁架1只

34.1采用裝配式，形狀為梯形，采用φ80螺栓球和φ42*3無(wú)縫鋼管制作，跨距不小于2000mm，高度不小于500mm；

34.2所有構(gòu)件均符合《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2014要求，桿件為無(wú)縫鋼管、節(jié)點(diǎn)球?yàn)殄懘蜾撉?、連接螺栓為高強(qiáng)螺栓，各桿件定長(zhǎng)、節(jié)點(diǎn)球的外圓均進(jìn)行機(jī)加工，確保形狀及尺寸精度；

34.3表面鍍鉻半數(shù)桿件粘貼驗(yàn)證性應(yīng)變片并裝快速引線(xiàn)插頭。

35.梁失穩(wěn)試件1套：采用H型鋁合金型材，長(zhǎng)度2200mm，截面尺寸為102mm×25mm×1mm×1mm及截面尺寸為110mm×60mm×5mm×5mm試件各5件。

36.梁失穩(wěn)支座1套：應(yīng)含加載支座及限位裝置等，承載力不小于100kN。

37.柱壓縮失穩(wěn)模型1套：應(yīng)包含H型、槽型、十字形三種不同截面的試件各兩件，并配套相應(yīng)夾具，尺寸不小于100×48×1400mm，整體鍍鋅，粘貼驗(yàn)證性應(yīng)變片并做快速引線(xiàn)插頭。

38.柱壓縮附件1套

38.1承載力不小于1000kN；

38.2柱頂采用拉簧式萬(wàn)向球鉸，柱底采用單向圓柱鉸；

38.3并配置油缸活塞導(dǎo)向裝置，固定部分與加載架立柱相連，活動(dòng)部分安裝在油缸前端，兩部分通過(guò)豎向?qū)к?、滑塊連接可保證油缸活塞不受側(cè)向荷載。

39.機(jī)動(dòng)法做影響線(xiàn)教具1套

39.1加載架框架采用門(mén)式框架自反力結(jié)構(gòu)，橫梁及立柱均采用鋁合金型材，橫梁高度任意可調(diào)，中間模型可更換，支座數(shù)量及間距可任意調(diào)整；

39.2裝置整體尺寸不大于1000 mm×1000 mm×400mm，激光測(cè)距儀精度不小于0.1mm；

39.3可配置多種結(jié)構(gòu)模型，實(shí)現(xiàn)用機(jī)動(dòng)法作靜定多跨梁、超靜定多跨梁、桁架結(jié)構(gòu)模型等的影響線(xiàn)，可進(jìn)行梁的支座反力、支座彎矩，梁上一點(diǎn)的彎矩、剪力，以及桁架模型結(jié)構(gòu)影響線(xiàn)實(shí)驗(yàn)。