大学结构力学组合实验装置

 大学结构力学组合实验装置

大学结构力学组合实验装置

1.结构力学组合实验装置应由自反力加载架、液压加载油缸、低频电动伺服加载系统、静态数据采集分析系统、多种类型传感器、满足实验教学要求的教学模型及相应辅具组成。

2.自反力加载架1套

2.1承载能力不小于300 kN，采用四立柱门式框架自反力结构，下横梁采用箱型钢梁的结构形式，梁高度可按模数调节，所有构件工作面均进行机加工，粗糙度优于R3.2。加载架设计承载力按变形控制，梁额定荷载下挠度小于梁跨度的0.1%

2.2整体尺寸不大于3500×1000×3100mm，有效实验空间不小于3500×300×1700mm

2.3上横梁工作面安装通长的直线导轨，导轨上安装可任意移动的小车平台，以安装加载点及支座

2.4下横梁表面为不锈钢，可防锈、防刮擦

2.5下横梁侧面按模数加工安装孔，可安装试件固定装置及对下横梁进行加宽，方便实验扩展。

2.6移动立柱、移动竖梁可安装在下横梁的轨道上或侧面，位置任意可调

3.500kN随动小车平台1套

3.1用于反力架横梁与竖向油缸的连接，使竖向油缸能水平随动，承载力不小于500kN，滑动摩擦系数不大于0.02

3.2在上横梁上安装低摩擦系数直线导轨及配套的直线滑块，可同时承受三个方向的负荷，并保证其行走精度优于0.1mm。

4. 200kN随动小车平台2套：

4.1用于反力架横梁与竖向油缸的连接，使竖向油缸能水平随动，承载力不小于200kN，滑动摩擦系数不大于0.02；

4.2在上横梁上安装低摩擦系数直线导轨及配套的直线滑块，可同时承受三个方向的负荷，并保持其行走精度优于0.1mm。

5．液压油源1套

5.1可输出多路稳定压力，可进行荷载、位移闭环控制；

5.2采用伺服电机驱动低噪音油泵，电机转速可根据实际用油量调整；距离设备1m处噪音不大于65db；

5.3系统流量不小于10L/min，压力输出在0-25Mpa之间；

5.4可进行压力调节、流量调节及油路转换；具有油路堵塞、超温、低液位、液压系统过载、电机过热等自动报警并停机功能。

5.5油源应可同时满足两套装置的加载设备使用。

6.分油子站1台

6.1用于油路分油及传输：由液压加载控制系统集中供油，带一路手动输出；

6.2压力在0-25MPa连续可调，带蓄能器、调压装置、流量调节装置、换向装置，并有防止多通道互相干扰的功能；

6.3系统流量不小于2L/min。

7.液压加载油缸1个

7.1拉压双作用油缸，活塞杆中空加工有内螺纹，并安装有螺杆，用以调整油缸的运动范围，可与拉压力传感器相连；

7.2最大压缩荷载不小于300kN，最大拉伸荷载不小于150kN，满荷载对应的工作压力不小于25MPa，油缸耐压不小于30MPa，活塞行程不小于3150mm，手动行程不小于3150mm，启动压力不大于0.1MPa；

7.3有手动行程调节功能，油管采用快速接头的连接方式。

8.电动伺服加载系统1套

8.1采用伺服电机驱动电动缸加载的方式，具有触摸屏及手动脉冲发生器控制功能，可进行载荷、位移伺服控制加载，具有提供静载及低周加载试验功能；

8.2安装固定方式为前法兰+尾铰固定，尾部可进行铰接固接转换，前端螺纹连接；

8.3静载出力不小于50kN；运动频率在0-1Hz之间，工作行程不小于200mm；

9．手动涡轮涡杆加载装置2套

9.1采用机械式涡轮涡杆装置，可实现拉压加载，带有自锁功能；

9.2额定荷载不小于10kN，行程不小于150mm。

10.实验梁支墩1对

10.1采用方箱式，周边加工功能孔

10.2尺寸不小于260*160*250mm

10.3承载力不小于300kN

11.通用铰支座1对

11.1用于标准梁弯曲等实验支座，具有自动找平功能

11.2固定铰支座1个，采用十字圆柱铰结构，具有两个互相垂直的转动轴线

11.3滑动铰支座1个，采用直线导轨滑板或圆柱滚针转动铰结构；

11.4受压承载力不小于300kN，双向旋转角度≥15°，滑动行程大于±40mm。

12.分配梁1套

12.1用于在加载过程中对力进行两点分配，实现梁的三点、四点弯曲加载；

12.2带一对正交铰支座，铰支座距离需按模数可调，加载点距离500-1400mm，按模数可调；

12.3可直接与载荷传感器相连：与拉压力传感器连接时，正交铰支座安装在梁下部，所有部件均可随加载油缸上下移动，工作面均进行机加工处理，粗糙度优于R3.2，工作面平整度优于0.1mm。

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

13.立柱转接板1套

13.1可将水平加载装置安装在D型立柱之间提供水平反力的装置，并利用竖向导轨保证小车可移动并在任意位置锁紧；

13.2承载力不小于10kN，竖向可调范围不小于±600mm；

13.3加载点可沿竖直方向移动并可在任意位置锁紧。

14.油缸加载铰1套

14.1最大荷载不小于300kN，加载角度应连续可调、可锁紧；

14.2安装在分配梁上端，用于调整加载角度，平衡分配梁加载点不等高对实验的影响，由转轴和两块可绕转轴转动的可锁紧耳座板组成。

15静态数据采集分析系统1台

15.1可用于实验过程中拉压力、位移、静态应变、支座反力等的测量；

15.2采用电源箱、采集箱一体式，方便与计算机进行通讯，以实现数据显示、存储、转换功能；

15.3测量通道不少于32通道，最高采样频率不小于1Hz，测量仪器应有快速接线的插座，可扩展至4096个通道。

16.台式电脑1台：

16.1配置不低于I3处理器；

16.2不小于4G内存；

16.3不小于500G硬盘；

16.4不小于1G独立显卡；

16.5配有DVD光驱及不小于19.5英寸液晶显示器。

17.300kN拉压力传感器1个：采用轮辐式，量程不小于300kN，线性度不低于0.05%，精度等级不低于0.1kN。

18.50kN拉压力传感器1个：采用柱式，量程不小于50kN，线性度不低于0.05%。，精度等级不低于0.1kN。

19.25mm位移传感器2个：采用应变式，量程不小于±25mm，精度等级不低于0.1mm。

20.50mm位移传感器1个：采用应变式，量程不小于±50mm，精度等级不低于0.1mm。

21.柱式拉力传感器2个：采用柱式，量程不小于700kg，线性度不低于0.05%。

22.转角传感器1个：采用应变式，量程不小于±10度，分辨率不低于10秒，线性度不低于0.1%，重力绝对式的工作方式，采用一点式安装。

23.裂缝显微镜1个：采用显微镜，配有LED光源，测微鼓最小读数值不高于0.01毫米，测量范围不小于0-6毫米，仪器放大倍数不小于20倍。

24.磁性表座3个：由磁性底座和万向支臂组成，万向支臂，可固定任何角度，磁力不低于600N，重量不低于1.7kg。

25.几何构造结构性质分析模型1套：

25.1模型由刚片、杆件、节点组成

25.2两刚片模型，可演示机构、结构、瞬变体系的特点，尺寸不小于600*400mm

25.3三刚片模型：600*500mm

25.4模型采用装配式结构，节点、杆件通用，刚片采用铝板制作，杆件采用不锈钢板制作。

26.门式刚架1套

26.1结构形式：门式刚架，模型尺寸不小于500mm*500mm，杆件通用，可与不同结点盘互换安装，杆件采用不锈钢方管，参考尺寸为20mm*20mm，壁厚1mm，全部杆件均需在三个部位对称粘贴应变片以测量轴力和弯矩；

26.2节点盘采用剖分式结构，分铰接点、刚接点、半刚半铰接点三种，均需符合结构力学中理想节点要求，实测数据重复性、线性误差小于5%。

27.门式排架1套

27.1结构形式：门式排架，模型尺寸不小于500mm*500mm，杆件通用，可与不同结点盘互换安装，杆件采用不锈钢方管，参考尺寸为20mm*20mm，材质Q235，壁厚1mm，全部杆件均需在三个部位对称粘贴应变片以测量轴力和弯矩；

27.2节点盘采用剖分式结构，分铰接点、刚接点、半刚半铰接点三种，均需符合结构力学中理想节点要求，实测数据重复性、线性误差小于5%。

28.单榀多层框架1套

28.1结构形式：单榀多层框架，模型尺寸不小于1600mm*500mm，杆件通用，立柱杆件为两种不同刚度，均采用不锈钢材质，全部杆件均需在不少于三个部位对称粘贴应变片以测量轴力和弯矩；

28.2梁柱节点采用装配式结构，需符合结构力学中理想刚结点要求，实测数据重复性、线性误差小于5%。

29.四跨梯形桁架1套

29.1结构形式：梯形屋架，模型尺寸不小于500mm*2000mm，杆件通用，可与不同结点盘互换安装，杆件采用不锈钢方管，参考尺寸为20mm*20mm，壁厚1mm，全部杆件均需在三个部位对称粘贴应变片以测量轴力和弯矩；

29.2节点盘采用剖分式结构，分铰接点、刚接点、半刚半铰接点三种，均需符合结构力学中理想结点要求，实测数据重复性、线性误差小于5%。

30.四跨三角形屋架1套

30.1结构形式：三角形屋架，模型尺寸不小于500mm*2000mm，外侧框架通长杆件连接处为刚接点，内侧支撑连接处为铰接点。杆件通用，可与不同节点盘互换安装，杆件采用不锈钢方管，参考尺寸为20mm*20mm，壁厚1mm，全部杆件均需在三个部位对称粘贴应变片以测量轴力和弯矩；

30.2节点盘采用剖分式结构，分铰接点、刚接点、半刚半铰接点三种，均需符合结构力学中理想节点要求，实测数据重复性、线性误差小于5%。

31.加载杆件2个：协调加载装置和结构模型的距离，便于安装、加载；薄壁圆杆，尺寸500 mm *22mm *1mm，承载力不小于5kN，长度调节范围0-300mm。

32.H型钢梁1套：采用标准H型钢梁，尺寸不小于100 mm *100 mm *2200mm。表面镀锌处理，粘贴不同使用方式的测试应变片，安装快速接线插座。可进行不同方向的加载实验，可与焊接钢桁架或球节点桁架组成组合结构进行测试。

33.装配式钢桁架1只

33.1采用梯形形式，杆件采用双40mm*4mm角钢；跨距不小于2000mm，高度不小于500mm，杆件配置不少于三种刚度，节点盘配置不少于三种厚度；

33.2实测数据重复性、线性误差小于5%，表面镀锌处理；

33.3半数杆件粘贴验证性应变片，每根杆件在三个部位，每个部位对称粘贴4片应变片。

34.球节点桁架1只

34.1采用装配式，形状为梯形，采用φ80螺栓球和φ42*3无缝钢管制作，跨距不小于2000mm，高度不小于500mm；

34.2所有构件均符合《钢结构设计规范》GB50017-2014要求，杆件为无缝钢管、节点球为锻打钢球、连接螺栓为高强螺栓，各杆件定长、节点球的外圆均进行机加工，确保形状及尺寸精度；

34.3表面镀铬半数杆件粘贴验证性应变片并装快速引线插头。

35.梁失稳试件1套：采用H型铝合金型材，长度2200mm，截面尺寸为102mm×25mm×1mm×1mm及截面尺寸为110mm×60mm×5mm×5mm试件各5件。

36.梁失稳支座1套：应含加载支座及限位装置等，承载力不小于100kN。

37.柱压缩失稳模型1套：应包含H型、槽型、十字形三种不同截面的试件各两件，并配套相应夹具，尺寸不小于100×48×1400mm，整体镀锌，粘贴验证性应变片并做快速引线插头。

38.柱压缩附件1套

38.1承载力不小于1000kN；

38.2柱顶采用拉簧式万向球铰，柱底采用单向圆柱铰；

38.3并配置油缸活塞导向装置，固定部分与加载架立柱相连，活动部分安装在油缸前端，两部分通过竖向导轨、滑块连接可保证油缸活塞不受侧向荷载。

39.机动法做影响线教具1套

39.1加载架框架采用门式框架自反力结构，横梁及立柱均采用铝合金型材，横梁高度任意可调，中间模型可更换，支座数量及间距可任意调整；

39.2装置整体尺寸不大于1000 mm×1000 mm×400mm，激光测距仪精度不小于0.1mm；

39.3可配置多种结构模型，实现用机动法作静定多跨梁、超静定多跨梁、桁架结构模型等的影响线，可进行梁的支座反力、支座弯矩，梁上一点的弯矩、剪力，以及桁架模型结构影响线实验。