结构实验室建设方案

结构实验室建设方案内容摘要：

一中所描述的结构工程教学试验系统，所需费用： 24 万元（包括运输与安装调试费） 5. 明年的资金下来以后，可以按照下面附录的结构实验室总体建设方案，添置实验设备。 附录：结构实验室总体建设方案 总体思路 参照国内外著名大学结构实验室设备建设的思路，根据本校结构实验室的土建规划，制定本方案。 试验设备分为 三 个 组成部分，第一部分以满足 结构 工程 教学 试验 为主要目的 ， 与实验室土建完成的 反力槽道配合使用，称为 结构工程 教学试验系统。 第二部分 配备 一台 500吨 多功能 长柱试验机。 第三部分配备一台 20 吨 20Hz 动态作动器、一台 100 吨 拟静力加载 作动器、 1 台 50 吨 拟静力加载 作动器 、 1 台 50 吨拟动力加载作动器 构成 多通道拟动力加载系统。 上述三部分构成完整的结构试验系统， 共用一套油源和配电柜，功能区域划分清晰，使用方便。 1. 组成、配置、技术指标与报价 结构力学教学试验 加载系统 包括方案 1 的全部内容，既可以满足结构工程教学实验的要求，也有两台加载框架兼顾简单的科研任务，总预算： 60 万元。 500 吨多功能长柱 试验机 多功能结构试验系统简介 长柱试验机是结构实验室的必备设备。 顶级的长柱试验机是大型多功能结构试验系统，该型试验机功能强大，不仅可以完成普通长柱试验机所能完成的 所有试验，而且具有平面内多通道跟动加载功能，同时具有非常高的主机刚度，可以完成几乎所有大型结构的平面或三维空间内的同步或异步加载试验。 是长柱试验机发展的最高水平。 国内外著名大学如： 同济大学、香港理工大学、清华大学 等均 配备了 1000 吨的多功能试验机， 图 1 为此种大型多功能结构试验机的照片。 图 1000 吨多功能结构试验机 但是， 该类型的 试验系统结构复杂， 造价高 昂，每台的售价在人民币 1000 万左右，因此，如果预算不够，为了满足柱类结构试验的要求， 就需要简化设备功能，配备功能相对简单的长柱试验机，完成柱类试样的拉、压和梁的反复弯曲 等 试验。 传统的长柱试验机的优缺点 经典的长柱试验机如图 2 所示：  优点：  结构简单，试验空间大。  可完成长柱的压缩试验  配上工作台后可完成梁、板的 单向 弯曲试验  缺点：  不能进行拉伸试验，无法测得钢结构 的滞回曲线  无法进行横向加载扩展  油缸下置，试验时活塞带动试样一起移动，试样在试验的过程中不稳定，安全性不好。 试样的安装也不方便  试件上需要贴应变片，而且应变片需要接入应变仪，下置油缸会带着试样和所有的连线一起运动，极大地影响了试验 数据 测量的可靠性 500 吨多功能 长柱试验机方案 图 2. 宁波大学 500吨油缸下置式长柱压力试验机 升降丝杠，同时承受拉伸和压缩试验力 单出杆、双作用电液伺服作动器，用于施加试验力 试验空间调整机构 低摩擦球铰 试样连接压板 丝杠锁紧螺母 带有 T 形槽或锚栓孔的底座，用于安装试样  特 点：  工作台 大小可根据用户要求单独设计。  不仅 可完成长柱的压缩试验 ，还可对结构件试样进行拉伸，从而测得结构受力的滞回曲线  试验过程中，试样除受力变形外，不会随作动器运动， 试样上的应变片连线也不会运动，保证了测试的可靠性。  只需添加简单的附件，就可以完成增加轴力后的梁的反复弯曲试验。 系统组成 与主要技术指标  系统组成 试验机由主机、液压系统、控制器和试验附件等部分组成。 主机的组成如图 6。 液压系统原理图如图 4。 该液压系统的最大特点是采用了电液伺服负载适应控制技术，试验机的 PC 机控制器根据测得的试验力的大小通过电液 比例溢流阀控制液压系统的压力的大小，既保证伺服阀两端有足够的压差，又能保证系统压力随试验力的变化而变化，极大地减小了液压系统的无功消耗，符合现代科技节能环保的要求。 控制系统采用了我公司具有自主知识产权的独创性的 POPM 控制器 ，该控制器由工控PC、插装在 PC 机内的 PA201 测控卡加上相应的软件构成。 只有传感器输入、伺服阀控制信号输出等外部接线，具有极高的可靠性和易维护性。 控制器 和 PA201 测控卡 的外形如图 5和图 6。 软件采用虚拟仪器技术，实现了全屏幕模拟数码管显示和完善的人机交互技术，所有的操作均可以通过鼠标完成。 软件 具有完善的试验数据的数据库管理功能，保证试验机测得的所有试验数据都能以 文本文件格式或 ACSESS 数据库格式进行存储。 另外，还可以根据需要，将试验机测得的试验数据以模拟量或数字量的形式传输给数采系统，保证试验力数据与由数图 3. 新型 500吨电液伺服多功能长柱 试验机 图 4. 500吨多功能长柱 试验机 液压原理图 采系统取得的试样应变数据同步，该功能对精确分析结构的性能具有极为重要的意义。 POPM 控制器只需要配备一块 PA201 测控卡就可以完成试验机的控制，但采用 POPM控制器的好处是，该控制器预留有 5 个扩展通道，需要的时候可以通过增加 PA201 测控卡的数量并升级相应的软件系统，就可以将该试验机扩展为一个多通道加载系统，为 长柱试验机扩展横向加载通道提供了方便。  主要技术指标 1) 最大 压 试验力： 5000kN 2) 试验力测量范围： 2%100%FS 3) 试验力准确度： 177。 1% 4) 测力方式：油压传感器测力 插插 在在 工工 控控 机机 中中 的的 多多 块块PA201型型 PCI插插 卡卡 POPM控控 制制 器器的的 后后 部部 接接 线线 图 POPM控制器 插。