大學結構力學組合實驗裝置

大學結構力學組合實驗裝置

1.結構力學組合實驗裝置應由自反力加載架、液壓加載油缸、低頻電動伺服加載系統、靜態數據采集分析系統、多種類型傳感器、滿足實驗教學要求的教學模型及相應輔具組成。

2.自反力加載架1套

2.1承載能力不小于300 kN，采用四立柱門式框架自反力結構，下橫梁采用箱型鋼梁的結構形式，梁高度可按模數調節，所有構件工作面均進行機加工，粗糙度優于R3.2。加載架設計承載力按變形控制，梁額定荷載下撓度小于梁跨度的0.1%

2.2整體尺寸不大于3500×1000×3100mm，有效實驗空間不小于3500×300×1700mm

2.3上橫梁工作面安裝通長的直線導軌，導軌上安裝可任意移動的小車平臺，以安裝加載點及支座

2.4下橫梁表面為不銹鋼，可防銹、防刮擦

2.5下橫梁側面按模數加工安裝孔，可安裝試件固定裝置及對下橫梁進行加寬，方便實驗擴展。

2.6移動立柱、移動豎梁可安裝在下橫梁的軌道上或側面，位置任意可調

3.500kN隨動小車平臺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，承載力不小于500kN，滑動摩擦系數不大于0.02

3.2在上橫梁上安裝低摩擦系數直線導軌及配套的直線滑塊，可同時承受三個方向的負荷，并保證其行走精度優于0.1mm。

4. 200kN隨動小車平臺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，承載力不小于200kN，滑動摩擦系數不大于0.02；

4.2在上橫梁上安裝低摩擦系數直線導軌及配套的直線滑塊，可同時承受三個方向的負荷，并保持其行走精度優于0.1mm。

5．液壓油源1套

5.1可輸出多路穩定壓力，可進行荷載、位移閉環控制；

5.2采用伺服電機驅動低噪音油泵，電機轉速可根據實際用油量調整；距離設備1m處噪音不大于65db；

5.3系統流量不小于10L/min，壓力輸出在0-25Mpa之間；

5.4可進行壓力調節、流量調節及油路轉換；具有油路堵塞、超溫、低液位、液壓系統過載、電機過熱等自動報警并停機功能。

5.5油源應可同時滿足兩套裝置的加載設備使用。

6.分油子站1臺

6.1用于油路分油及傳輸：由液壓加載控制系統集中供油，帶一路手動輸出；

6.2壓力在0-25MPa連續可調，帶蓄能器、調壓裝置、流量調節裝置、換向裝置，并有防止多通道互相干擾的功能；

6.3系統流量不小于2L/min。

7.液壓加載油缸1個

7.1拉壓雙作用油缸，活塞桿中空加工有內螺紋，并安裝有螺桿，用以調整油缸的運動范圍，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，滿荷載對應的工作壓力不小于25MPa，油缸耐壓不小于30MPa，活塞行程不小于3150mm，手動行程不小于3150mm，啟動壓力不大于0.1MPa；

7.3有手動行程調節功能，油管采用快速接頭的連接方式。

8.電動伺服加載系統1套

8.1采用伺服電機驅動電動缸加載的方式，具有觸摸屏及手動脈沖發生器控制功能，可進行載荷、位移伺服控制加載，具有提供靜載及低周加載試驗功能；

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

8.3靜載出力不小于50kN；運動頻率在0-1Hz之間，工作行程不小于200mm；

9．手動渦輪渦桿加載裝置2套

9.1采用機械式渦輪渦桿裝置，可實現拉壓加載，帶有自鎖功能；

9.2額定荷載不小于10kN，行程不小于150mm。

10.實驗梁支墩1對

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

11.1用于標準梁彎曲等實驗支座，具有自動找平功能

11.2固定鉸支座1個，采用十字圓柱鉸結構，具有兩個互相垂直的轉動軸線

11.3滑動鉸支座1個，采用直線導軌滑板或圓柱滾針轉動鉸結構；

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

12.分配梁1套

12.1用于在加載過程中對力進行兩點分配，實現梁的三點、四點彎曲加載；

12.2帶一對正交鉸支座，鉸支座距離需按模數可調，加載點距離500-1400mm，按模數可調；

12.3可直接與載荷傳感器相連：與拉壓力傳感器連接時，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，工作面均進行機加工處理，粗糙度優于R3.2，工作面平整度優于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，并利用豎向導軌保證小車可移動并在任意位置鎖緊；

13.2承載力不小于10kN，豎向可調范圍不小于±600mm；

13.3加載點可沿豎直方向移動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，加載角度應連續可調、可鎖緊；

14.2安裝在分配梁上端，用于調整加載角度，平衡分配梁加載點不等高對實驗的影響，由轉軸和兩塊可繞轉軸轉動的可鎖緊耳座板組成。

15靜態數據采集分析系統1臺

15.1可用于實驗過程中拉壓力、位移、靜態應變、支座反力等的測量；

15.2采用電源箱、采集箱一體式，方便與計算機進行通訊，以實現數據顯示、存儲、轉換功能；

15.3測量通道不少于32通道，最高采樣頻率不小于1Hz，測量儀器應有快速接線的插座，可擴展至4096個通道。

16.臺式電腦1臺：

16.1配置不低于I3處理器；

16.2不小于4G內存；

16.3不小于500G硬盤；

16.4不小于1G獨立顯卡；

16.5配有DVD光驅及不小于19.5英寸液晶顯示器。

17.300kN拉壓力傳感器1個：采用輪輻式，量程不小于300kN，線性度不低于0.05%，精度等級不低于0.1kN。

18.50kN拉壓力傳感器1個：采用柱式，量程不小于50kN，線性度不低于0.05%。，精度等級不低于0.1kN。

19.25mm位移傳感器2個：采用應變式，量程不小于±25mm，精度等級不低于0.1mm。

20.50mm位移傳感器1個：采用應變式，量程不小于±50mm，精度等級不低于0.1mm。

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

22.轉角傳感器1個：采用應變式，量程不小于±10度，分辨率不低于10秒，線性度不低于0.1%，重力絕對式的工作方式，采用一點式安裝。

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

24.磁性表座3個：由磁性底座和萬向支臂組成，萬向支臂，可固定任何角度，磁力不低于600N，重量不低于1.7kg。

25.幾何構造結構性質分析模型1套：

25.1模型由剛片、桿件、節點組成

25.2兩剛片模型，可演示機構、結構、瞬變體系的特點，尺寸不小于600*400mm

25.3三剛片模型：600*500mm

25.4模型采用裝配式結構，節點、桿件通用，剛片采用鋁板制作，桿件采用不銹鋼板制作。

26.門式剛架1套

26.1結構形式：門式剛架，模型尺寸不小于500mm*500mm，桿件通用，可與不同結點盤互換安裝，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部位對稱粘貼應變片以測量軸力和彎矩；

26.2節點盤采用剖分式結構，分鉸接點、剛接點、半剛半鉸接點三種，均需符合結構力學中理想節點要求，實測數據重復性、線性誤差小于5%。

27.門式排架1套

27.1結構形式：門式排架，模型尺寸不小于500mm*500mm，桿件通用，可與不同結點盤互換安裝，桿件采用不銹鋼方管，參考尺寸為20mm*20mm，材質Q235，壁厚1mm，全部桿件均需在三個部位對稱粘貼應變片以測量軸力和彎矩；

27.2節點盤采用剖分式結構，分鉸接點、剛接點、半剛半鉸接點三種，均需符合結構力學中理想節點要求，實測數據重復性、線性誤差小于5%。

28.單榀多層框架1套

28.1結構形式：單榀多層框架，模型尺寸不小于1600mm*500mm，桿件通用，立柱桿件為兩種不同剛度，均采用不銹鋼材質，全部桿件均需在不少于三個部位對稱粘貼應變片以測量軸力和彎矩；

28.2梁柱節點采用裝配式結構，需符合結構力學中理想剛結點要求，實測數據重復性、線性誤差小于5%。

29.四跨梯形桁架1套

29.1結構形式：梯形屋架，模型尺寸不小于500mm*2000mm，桿件通用，可與不同結點盤互換安裝，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部位對稱粘貼應變片以測量軸力和彎矩；

29.2節點盤采用剖分式結構，分鉸接點、剛接點、半剛半鉸接點三種，均需符合結構力學中理想結點要求，實測數據重復性、線性誤差小于5%。

30.四跨三角形屋架1套

30.1結構形式：三角形屋架，模型尺寸不小于500mm*2000mm，外側框架通長桿件連接處為剛接點，內側支撐連接處為鉸接點。桿件通用，可與不同節點盤互換安裝，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部位對稱粘貼應變片以測量軸力和彎矩；

30.2節點盤采用剖分式結構，分鉸接點、剛接點、半剛半鉸接點三種，均需符合結構力學中理想節點要求，實測數據重復性、線性誤差小于5%。

31.加載桿件2個：協調加載裝置和結構模型的距離，便于安裝、加載；薄壁圓桿，尺寸500 mm *22mm *1mm，承載力不小于5kN，長度調節范圍0-300mm。

32.H型鋼梁1套：采用標準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試應變片，安裝快速接線插座。可進行不同方向的加載實驗，可與焊接鋼桁架或球節點桁架組成組合結構進行測試。

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，節點盤配置不少于三種厚度；

33.2實測數據重復性、線性誤差小于5%，表面鍍鋅處理；

33.3半數桿件粘貼驗證性應變片，每根桿件在三個部位，每個部位對稱粘貼4片應變片。

34.球節點桁架1只

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

34.2所有構件均符合《鋼結構設計規范》GB50017-2014要求，桿件為無縫鋼管、節點球為鍛打鋼球、連接螺栓為高強螺栓，各桿件定長、節點球的外圓均進行機加工，確保形狀及尺寸精度；

34.3表面鍍鉻半數桿件粘貼驗證性應變片并裝快速引線插頭。

35.梁失穩試件1套：采用H型鋁合金型材，長度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.梁失穩支座1套：應含加載支座及限位裝置等，承載力不小于100kN。

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

38.柱壓縮附件1套

38.1承載力不小于1000kN；

38.2柱頂采用拉簧式萬向球鉸，柱底采用單向圓柱鉸；

38.3并配置油缸活塞導向裝置，固定部分與加載架立柱相連，活動部分安裝在油缸前端，兩部分通過豎向導軌、滑塊連接可保證油缸活塞不受側向荷載。

39.機動法做影響線教具1套

39.1加載架框架采用門式框架自反力結構，橫梁及立柱均采用鋁合金型材，橫梁高度任意可調，中間模型可更換，支座數量及間距可任意調整；

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

39.3可配置多種結構模型，實現用機動法作靜定多跨梁、超靜定多跨梁、桁架結構模型等的影響線，可進行梁的支座反力、支座彎矩，梁上一點的彎矩、剪力，以及桁架模型結構影響線實驗。