結構實驗室建設方案

2022-07-23 01:39:13 字數 2520 閱讀 2836

1. 方案的設計原則

本方案的設計原則:沒有固定的結構實驗室或者說有結構實驗室重建的計畫,目前又需要購置裝置應付教學與科研試驗。

2. 裝置配置

1. 結構工程教學實驗系統

本部分主要用於結構工程本科教學演示試驗。浙江大學、上海大學、浙江理工大學、金陵科技學院、溫州大學、麗水學院等高校的結構實驗室均配備了該系統。

1). 主要功能

本裝置採用自反力結構(適用於沒有建設反力地基的臨時實驗室),主要用於結構試驗教學,在載入框架內能夠進行鋼筋混凝土簡支梁試驗、鋼桁架靜荷載試驗。

2). 梁的靜載荷實驗系統

配置原則:一共配備4套系統,可以滿足乙個班(分為6個組,每組5個人)同時進行教學實驗(其中兩個組進行鋼桁架試驗)

組成:載入框架(如圖5所示)、手動幫浦站、千斤頂、負荷感測器、試驗附具、靜態應變儀。

工作原理:

手動控制幫浦站壓力通過千斤頂給被測梁載入,負荷感測器和應變片訊號傳送到靜態應變儀上,a/d轉換後傳給計算機進行資料處理,繪製力-應變曲線。

圖5. 梁的結構教學實驗系統

主要技術指標

● 最大試驗力:100kn

● 載入框架高度:2220mm

● 被測梁支點間距:1200mm

● 手動幫浦站低壓排量為12.5ml/次,高壓流量為2.3ml/次,低壓壓力1mpa,高壓壓力35mpa。

● 單向油壓千斤頂輸出壓力為10噸,行程150mm。

● 每組載入框架配備兩個試樣支座、一根分配梁以及保護裝置

● 每套系統配一台揚州泰司公司生產的ts3860型24點靜態應變儀

3). 鋼桁架靜載荷實驗系統。

組成:載入框架(如圖6所示)、手動幫浦6套、千斤頂6個、負荷感測器6只、試驗附具、鋼桁架試樣2套、靜態應變儀2臺。

因為乙個台架內有兩套鋼桁架,所以可以滿足兩個組同時進行試驗。

圖6.鋼桁架結構教學實驗系統

主要技術指標:

● 鋼桁架尺寸(長*寬*高):3000*1200*1600

● 最大試驗力:100kn

● 載入框架高度:2220mm

● 被測梁支點間距:1200mm

● 手動幫浦站低壓排量為12.5ml/次,高壓流量為2.3ml/次,低壓壓力1mpa,高壓壓力35mpa。

● 單向油壓千斤頂輸出壓力為10噸,行程150mm。

● 每套系統配2臺揚州泰司公司生產的ts3860型24點靜態應變儀

ts3860靜態應變儀

每台測點個數:24

取樣頻率:1s/點,取樣一遍(24點)需要24s

資料顯示:自帶顯示屏(顯示當前資料,無記錄儲存功能。)

資料輸出:可以usb線接計算機,需要分析軟體。

圖7. 上海大學結構教學實驗系統**

圖8.簡易結構教學實驗系統完成梁的實驗

2. 結構工程擬靜力載入系統

本部分主要用於結構工程科研試驗,也可以用於教學演示試驗,具有電液伺服自動控制擬靜力/擬動力載入功能,可以完成梁、柱、節點、框架等典型結構的科研或教學試驗。多套框架組合,可以完成複雜的科研試驗。浙江大學、同濟大學、香港理工大學、上海交通大學、東南大學、瀋陽工業大學、安徽工業大學、內蒙古科技大學等高校的結構實驗室均配備了該系統。

組成:組合式載入框架(如圖9所示)、50噸電液伺服擬靜力載入作動器、電液伺服油源、pop-pi單通道控制器、試驗附具、靜態應變儀。

圖9.自反力組合式載入框架

因為沒有建設反力槽道,所以只能採用自反力結構,但上述載入框架保留了與反力槽道連線的結構,因此,如果將來的實驗室建好了反力槽道,還可以繼續使用(參見圖10)。

圖10.組合式載入框架的使用

圖11所示的結構試驗系統除去絲槓式載入框架與本方案的載入系統不同外,其餘部分(包括:伺服油源、作動器、控制器)與本方案的完全相同。

圖11. 金陵科技學院50噸電液伺服結構試驗系統**

工作原理:

pop-pi型電液伺服pc控制器通過電液伺服閥控制油源輸出的液壓油給電液伺服作動器給試樣載入,負荷感測器和作動器內建的位移感測器測得的負荷與位移訊號傳送到控制器,從而完成試驗過程的閉環控制,實現結構試驗需要的試驗力和變形的階梯加、解除安裝,同時,控制器還可以將上述訊號和試樣上的應變片訊號一起傳送到靜態應變儀上,完成試驗過程的資料採集和相應的資料處理。多套試驗系統可以組合使用,完成複雜的結構試驗如圖12

圖12.九作動器高鐵路基擬動力載入系統方案圖(使用了6套組合式載入框架和多根組合梁)

主要技術指標

● 最大試驗力:500kn

● 試驗力測量範圍與示值精度:2%--100%,1%

● 作動器行程:300mm

● 位移測量解析度:0.01mm

● 載入框架高度:5000mm

● 試驗空間(寬*高):2000mm*200—3500mm

● 電液伺服油源:流量3.5l/min,壓力28mpa,電機功率:2kw

● 可以完成結構試驗的階梯加、解除安裝和負荷保持試驗。

● 工控pc電液伺服自動控制

● 自反力結構,配有上下橫樑、彎曲支座等附件。

● 將來可以擴充套件為多通道多作動器結構試驗系統。

● 可以與反力槽道連線。

3. 組成與預算**

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