恒樂儀器大型結構地震載荷三維模擬加載系統

恒樂儀器大型結構地震載荷三維模擬加載系統

（1）3M×3M 地震模擬試驗臺 1 套

1) 臺面尺寸：3m×3m；

2) 滿載負載質量：15,000kg；

3) 自由度：水平雙向三自由度；

4) 工作頻率：0.1~80Hz；

5) 最大位移：X：±125mm，Y：±125mm；

6) 最大速度(滿載下)：X：1.0m/s，Y：1.0m/s；

7) 最大加速度(滿載下)：X：1.1g，Y：1.1g；

8) 標準慣性試件作用下，迭代前最大的幅值誤差小于 10%，相關系數 大于 85%；迭代后幅值誤差小于 5%，相關系數大于 95%；

9) 作動器采用正交式布置方案，須提供詳細的技術方案

10) 作動器兩端安裝自對中球鉸，兩個方向的可轉角度分別不低于± 22°

11) 所有液壓作動器均為雙出桿靜承作動器

12) 作動器具有優秀的側向承載能力；

13) 作動器缸筒內兩端設有合適長度的液壓緩沖墊，以防在失控狀態 下損壞作動器，不允許采用簡易的外置彈性緩沖裝置

14) 作動器須集成相應的伺服閥、位移傳感器、壓差傳感器以及對應 信號的控制節點；

15) 驅動方式：電液伺服；

16) 系統具備可擴展能力，未來能夠升級為三向六自由度地震模擬試 驗振動臺

（2）多自由度加載控制系統 1 套

1) 多自由度主控制器硬件，可滿足基本的 4 個作動器通道控制能力， 在不增加主控制器的前提下可擴展至 16 個控制通道，滿足未來升級需求

2) 控制軟件至少可同時控制 6 個自由度，能根據實際需要選擇1個或多個自由度獨立工作，相互之間無干擾，控制系統需具備六自由度振動臺控制能力；

3) 多自由度控制系統上位機及多自由度控制軟件，含基本控制模塊、 地震波復現模塊、數據分析與處理模塊、文件轉換模塊等；

4) 主控制器和控制節點之間采用抗干擾的通訊方式，以避免信號衰 減與干擾，主控制器每個通道至少 16 位分辨率和至少 2kHz 控制更新頻率；

5) 控制系統須具備成熟可靠的三向六自由度控制算法，輸出加載波形 包括但不僅限于斜波、三角波、正弦波、方波、地震波、隨機波等；

6) 控制上位機及響應控制軟件實現：在所有自由度能同時進行 D、V 和 A 的閉環控制，具備非線性伺服閥流量補償技術、油柱共振補償控制、 差壓穩定控制、自適應控制補償、幅值相位控制等功能；

7) 控制系統軟件提供分頻迭代功能，根據不同頻率段選擇合適的控 制方式，提高控制精度，并可從試驗試件拾取加速度信號并參與反饋控制；

8) 控制分析軟件功能包括：數據采集功能、人工造波功能(時域或頻域) 、頻譜分析、時域分析、概率分析等功能、數據及圖形以彩色方式輸出；

9) 系統軟件須預留外部算法擴展接口，擴展后可實現 Simulink 編 譯模型或 C++模型嵌入，與控制軟件交互，實現振動臺及物理試件預先模擬， 提前配置混合試驗合理的參數與模型；

（3）液壓油源系統 1 套

1) 液壓油源系統為全套成熟產品；

2) 工作壓力不小于 28MPa，總流量不小于 300LPM@28MPa，能夠為本 系統提供足夠動力，以達到要求的性能指標；

3) 采用變流量恒壓輸出油泵，其輸出流量依實際需求自動調節，以便節約能源；

4) 采用模塊化設計，可以進行流量擴展，未來擴展后可以滿足三向六自由度振動臺的油源流量需求；

5) 采用獨立循環冷卻系統，通過控制系統油溫，可以盡量減小伺服閥 先導部分的液壓噪音，實現平穩控制；

6) 采用高性能過濾循環系統，回油過濾精度 3um；

7) 設有低液面自動報警及啟停開關和超溫自動報警及啟停開關；

8) 具有減小輸出脈動的紋波衰減器，抑制油泵出口脈動；

9) 具有手動/遠程電子開關油源泵站的功能；

10) 油源油箱應在到達實驗室初始安裝時注滿高品質鮮液壓油；

11）配置1套滿足流量需求的冷卻系統。

（4）液壓分配與管路系統 1 套

1) 電磁控制分油器流量不低于 1500L/min；

2) 分油器具備高壓/低壓/關閉等功能；

3) 分油器之后所有軟管均要求具備快速意外保護功能，當軟管等后續設施出現如破裂等意外狀況時，分油器能立即切斷該區域油路；

4) 分油器上要求配置足夠的蓄能器，用于緩解管路系統中壓力波動；

5) 管路要求布局合理，維護方便，外觀整潔，在布置時要合理配置支架，保證整個液壓系統正常工作時，所有的液壓管路不得有異響或較大的抖動。

（5）配套設施

1) 提供數據采集系統一套，含 64個數據采集通道，能夠采集加速度、 橋路、電壓、電流等物理量。

2) 數據采集系統能夠和主控制平臺連接通訊，實時同步完成數據采集。

3）提供振動臺反力基礎建設，包括約11M*11M*4.5M反力基礎、預埋件、 基坑圍欄、監控系統。

大型結構構件地震載荷三維模擬加載系統，主要實現了垂向加載和水平加載分離的平面加載結構抗震試驗。可以施加三向載荷和三向彎矩，實現了6自由度模擬加載

主要技術指標：

• 四個250t垂向加載作動器同步施加垂向載荷；

• 最大壓縮載荷：1000t，最大拉伸載荷：400t

• 最大水平X向載荷：400t；最大水平Y向載荷：200t；

• 垂向最大活塞行程：600mm

• 水平X向、Y向活塞行程：800mm；

• 試驗負荷有效范圍：4%～100% FS；

• 實現位移和負荷全閉環控制；

• 常規配置試驗空間（長*寬*高，作動器活塞處于中位）：2600x1800x5200mm；

• 底部試樣安裝面的有效投影面積：2600mm*1800mm；

• 頂部加載板部分帶有可供柱帽連接的通孔，最大使用面積：2600*1800mm；加載板部分最大負荷下的變形不大于1/600。

• 配有計算機電液伺服8通道控制器以及Windows應用軟件，專門用于典型結構試樣的多通道結構抗震性能試驗。可以定制軟件，實現空間軌跡循環加載功能。

• 配置電液伺服油源，額定流量100L/min。