智(zhi)能多維(wei)陣(zhen)列萬(wan)向(xiang)加載(zai)試驗系(xi)統

1、項(xiang)目背景

隨著國家現代化建設的不斷深入與推進，各類綜合復雜的基礎設施項目比比皆是，如超高層建筑、地鐵、機場、樓堂館所、大跨度橋梁、大型客機、航天飛機、巨型船舶、海洋平臺、原子能電站等，與這些大型項目相關的科研試驗復雜多變，研究工期短，需快速獲取精準的試驗成果。傳統臨時組裝的試驗系統耗時、費力、對項目的適應性差，不能靈活多變，試驗結果可靠性不高，與大型復雜科研試驗項目的需求背道而馳。另外土木工程基礎自然科學試驗研究對象眾多，諸如墩柱、梁、空間多維節點、框架、墻體、桁架等構件及子結構，受力類型涵蓋靜力、低周反復、高周疲勞、擬動力等，傳統臨時組裝的試驗系統導致研究者的科研經費過多地消耗于試驗的附屬裝置，而非試驗研究對象本身，并耗費研究者過多的科研精力，遲滯試驗周期。智能多維陣列萬向加載試驗系統能夠實現加載空間高度、寬度、方向需求快速靈活多變，智能化、高效、高質、安全加載與科學采集，是當前形勢下科學試驗研究的亟待需求。

2、項(xiang)目目標

（1）支撐結(jie)構工程(cheng)專業及相近專業老師開展(zhan)各類基礎設施(shi)建設所要求的靜載、低周反復(fu)、高周疲勞等大型、綜(zong)合、復(fu)雜(za)研究項目(mu)的科(ke)學試驗研究。

（2）積極開展(zhan)社(she)會技術服務，加強高校與(yu)企業的強強聯合。

（3）積極接納訪問學者、地方科(ke)技人員(yuan)及優秀研究生來(lai)實驗室從(cong)事合作科(ke)研工作。

（4）結合(he)設備功能對本校學(xue)生(sheng)實行創(chuang)新開放，篩選出優秀本科(ke)生(sheng)、研(yan)究生(sheng)提出的創(chuang)新課題并開展科(ke)研(yan)課題的試驗研(yan)究和相關學(xue)術活(huo)動。

1、多功能(neng)承載主機(ji)

★1.1、數量(liang)：1套(tao)。

#1.2、立柱間距：不低于4000mm×2000mm。試驗凈高度：不低于5000mm（自(zi)動無級(ji)可調(diao)），橫(heng)梁(liang)采用液壓夾緊方(fang)式進行鎖緊。

★1.3、提供主機系統的(de)三維(wei)視圖、空(kong)間調整(zheng)的(de)詳細(xi)(xi)方案，并提供主機液壓升降、液壓鎖緊等細(xi)(xi)節處理三維(wei)示意圖。

★1.4、主機豎向承載不低于6000kN，具備主動跟動加載功(gong)能，提供豎向作(zuo)動(dong)器在水(shui)平向的(de)主(zhu)動(dong)跟動(dong)加(jia)載功能的(de)三維視圖實(shi)現方案，保證(zheng)摩擦系數(shu)低于0.01。

1.5、豎向加載系統智能調(diao)節(jie)范圍：豎向作動器橫向可智能調(diao)節(jie)空間(jian)不低于1000mm，豎(shu)向(xiang)加載(zai)系(xi)統豎(shu)向(xiang)可智(zhi)能調(diao)節空間不低于5000mm。

#1.6、水平加載裝置(zhi)承(cheng)載不低于2000kN，可進行自動高度調整，可安(an)裝水平200噸及(ji)100噸電液伺服作動器，分別(bie)在支撐(cheng)兩側安(an)裝，水(shui)平加載裝置具有(you)豎向主動跟動加(jia)載功能。

1.7、水平(ping)加載系統智能調節范圍：2000kN水(shui)平(ping)作動器(qi)可上下調節高度(du)不低(di)于1500mm，1000kN水平作動器可上下調節高(gao)度不低于1500mm。

★1.8、提(ti)供水平加(jia)載裝置與豎向(xiang)加(jia)載框(kuang)架無縫連接、相對運(yun)動的實現(xian)方案。

★1.9、詳細描述水平加載裝置(zhi)高(gao)度(du)調整方案，并且提(ti)供三(san)維(wei)示意圖。

★1.10、提供垂向及水平加(jia)載裝置(zhi)主動跟動加(jia)載功能的原(yuan)理圖以(yi)及實現(xian)方(fang)案。

★1.11、配備無(wu)(wu)需外接(jie)電(dian)源(yuan)或(huo)電(dian)池的(de)無(wu)(wu)源(yuan)無(wu)(wu)線(xian)形變微動測量模塊，對框架變形進行(xing)實(shi)時監測，投標文件中提供無(wu)(wu)源(yuan)無(wu)(wu)線(xian)形變微動測量詳細的(de)解決方案。

1.12、配備(bei)柱式(shi)、墻式(shi)、節點構(gou)件及(ji)(ji)框架加(jia)載試驗輔具及(ji)(ji)運送5噸試樣(yang)的Q345鋼結構小車。

#1.13、配(pei)備驗收試樣，壓(ya)力：不低于(yu)6000kN，拉力：不低于2000kN，高度不低于1000mm，提供驗收試樣進行(xing)設備驗收的加載方案。

2、電液伺服作動器

2.1、6000kN電液伺服作動器

★2.1.1、數量(liang)：1套；

2.1.2、推試驗(yan)力(li)：不(bu)低于6000kN；拉試驗力：不低于2000kN；行程：±250mm；

2.2、2000kN電(dian)液(ye)伺服水平作動器

★2.2.1、數量：1套；

2.2.2、推試驗力：不低于2000 kN，拉(la)試驗力：不(bu)低于1500kN；行程：±300mm；

2.3、1000kN電液伺服(fu)水(shui)平作動器

★2.3.1、數量：1套；

2.3.2推試驗力：不低(di)于1000 kN，拉(la)試驗力(li)：不(bu)低于500kN；行程：±300mm；

2.4、500kN電液伺服跟(gen)動(dong)作動(dong)器

★2.4.1、數量：1套；

2.4.2、推力：不低于500 kN；拉(la)力：不低于300 kN；行程：不低(di)于700mm；

2.5、200kN電液(ye)伺服(fu)跟動(dong)作動(dong)器

★2.5.1、數量：2套；

2.5.2、推力(li)：不(bu)低于200 kN；拉力：不低于100 kN；行程(cheng)：不低(di)于1500mm；

2.6、所有作(zuo)動器滿足如(ru)下指標：

#2.6.1、試驗力測量范(fan)圍與精度：4%～100%FS，示(shi)值(zhi)的±1%；

#2.6.2、位移測(ce)量(liang)精(jing)度：不低于0.1%FS；

2.6.3、位(wei)移測量(liang)方式(shi)：內(nei)置式(shi)磁致伸縮位(wei)移傳感器；

3、液壓系統（1套(tao)）

3.1、智能油源額定(ding)流量：不低于100L/min，工(gong)作壓力：不(bu)低于23Mpa，電控柜以PLC控制器為核心，與采購人控制室(shi)中的主(zhu)控計算機(ji)通過網線連接，既可以本地(di)控制又可以遠程(cheng)監控和操作。

★3.2、針(zhen)對實(shi)驗室現有情(qing)況，提供(gong)液壓(ya)系(xi)統(tong)的(de)詳細布置方案三維圖（包(bao)括(kuo)油源、管路走線等的(de)詳細位置尺寸的(de)二維、三維圖）及說明資料。

4、控制系統(tong)

★4.1、數量：1套；

#4.2、控(kong)制器采(cai)用工控(kong)計(ji)算機直接(jie)插卡(ka)式(shi)控(kong)制器，不得采(cai)用上下位微(wei)機控(kong)制器，防止因(yin)通(tong)訊(xun)連接(jie)不可(ke)靠引起的作動(dong)器失(shi)控(kong)損壞(huai)試樣而導致危(wei)險(xian)。

4.3、可(ke)實現不少(shao)于8個作(zuo)動器(qi)的力、位移電液伺服(fu)閉環控制協調加(jia)載。

4.4、系統(tong)在全程閉環控(kong)(kong)制(zhi)狀態下，應具備力控(kong)(kong)、位移控(kong)(kong)制(zhi)等多種控(kong)(kong)制(zhi)功能，并且在試(shi)驗過(guo)程中(zhong)應能夠(gou)實現所有控(kong)(kong)制(zhi)方式以及控(kong)(kong)制(zhi)速率(lv)的(de)任意無(wu)沖(chong)擊平(ping)滑切(qie)換。

4.5、試驗系統自帶控制系(xi)統的(de)主要參數(shu)(shu)（荷載(zai)、位(wei)移等）應能(neng)通(tong)過模擬輸出或數(shu)(shu)字輸出等形式將系(xi)統信號傳輸給(gei)外(wai)部數(shu)(shu)據采集(ji)系(xi)統，實現控制系(xi)統與外(wai)部數(shu)(shu)據采集(ji)系(xi)統進行同步采集(ji)的(de)功能(neng)要求。

★4.6、提(ti)(ti)供多(duo)通道電(dian)液伺服加載系(xi)(xi)統虛(xu)擬仿真系(xi)(xi)統，功能包(bao)括：虛(xu)擬場景、試(shi)驗原理、設備(bei)高度(du)調整、試(shi)驗加載操(cao)作介紹(shao)，提(ti)(ti)供投標產品生產廠家(jia)公開(kai)發布的(de)說明書資(zi)料(liao)。

4.7、試(shi)驗軟(ruan)件(jian)能進行單(dan)(dan)層和多(duo)高(gao)層建筑結(jie)構的整(zheng)體結(jie)構擬(ni)動(dong)力試(shi)驗和子結(jie)構擬(ni)動(dong)力試(shi)驗，試(shi)驗子結(jie)構可(ke)以(yi)取單(dan)(dan)個(ge)柱構件(jian)，也(ye)可(ke)以(yi)取單(dan)(dan)個(ge)樓(lou)層或多(duo)個(ge)連續樓(lou)層，提供詳細說明資料及(ji)軟件截圖。

4.8、軟件具(ju)有結構地震響應時程(cheng)分析功(gong)能和(he)柱構件擬靜力(li)加載模(mo)擬功(gong)能，支(zhi)持用戶在擬動力(li)試驗前對(dui)結構和(he)構件模(mo)型進行(xing)檢查，提供詳(xiang)細(xi)說(shuo)明資料(liao)及軟(ruan)件截圖。

★4.9、提供控(kong)制(zhi)系統(tong)程序與擬(ni)動力軟件連接進行子結構擬(ni)動力試驗的(de)詳細實現方案。

數據采集系(xi)統

#5.1、所(suo)有采集系(xi)統(tong)(tong)總測點數：不少(shao)于200個，配備專(zhuan)用的控制計算機和軟件系(xi)統(tong)(tong)；

#5.2、不少于10通道采集WZPK熱電阻信號，精(jing)度：≤0.01%（測(ce)量范圍 -200℃-1000℃）；

5.3、不少(shao)于10通道采(cai)集MTSD/A信號，精度：≤0.01%（測量范(fan)圍-10V-10V）；

5.4、數字通道可(ke)以直接采集數字信號，采樣速度≥1000點/秒，通訊距離≥1500米；

5.5、模(mo)擬通道可以同時采集溫(wen)度和應變信號，并且互(hu)不干擾(rao)。需能輸(shu)出恒流源，為傳感(gan)器供電，輸(shu)出精度：≤0.01%；

5.6、應(ying)變測量(liang)通道需能測應(ying)變信(xin)號（1/4、半橋和全橋）、直(zhi)流(liu)電壓（±2V）、電阻（≥25kΩ）以及熱電阻等信(xin)號；

5.7、應(ying)(ying)變測量(liang)范圍（應(ying)(ying)變系數2.0）：≥±100000με；平衡范圍：≥±15000με（應(ying)(ying)變阻值的+1.5﹪）；高分辨率(lv)：≤1με；零漂：≤2με/100h；系統不確定度：≤1με；適用(yong)應(ying)(ying)變片電阻值；60～20000Ω任意設定；應(ying)(ying)變片靈敏度系數：1.0～3.0自(zi)動(dong)修正；

5.8、模(mo)擬量測(ce)量通道需能滿足(zu)測(ce)量直流(liu)電(dian)壓（≥±12V）、直流(liu)電(dian)流(liu)（≥20 mA）、熱電(dian)偶等信(xin)號(hao)要求；

5.9、系統采(cai)用模塊化，可擴(kuo)展(zhan)模塊數(shu)：≥100塊，模塊間(jian)的(de)擴(kuo)展(zhan)距離(li)：≥100m，通(tong)道(dao)總(zong)數(shu)多可擴(kuo)展(zhan)：≥1000通(tong)道(dao)，并且滿足由一臺計算機獨立控(kong)制要求；

5.10、轉換精度：≤16Bit；

5.11、開關量測量通道需滿(man)足測量狀態、頻率、周(zhou)期、計數以(yi)及開關量輸出(chu)要求；

5.12、采集通(tong)道(dao)之間需有承(cheng)受過壓：≥500V；

5.13、抗干擾指標(biao)：共模(mo)(mo)抑(yi)制比(bi)：≥140db，串模(mo)(mo)抑(yi)制比(bi)：≥60db；

5.14、系(xi)統工作環(huan)境(jing)：除滿足GB/T 6587-2012標(biao)準所規定的(de)條件外，尚滿足在惡劣環(huan)境(jing)條件（比如振動環(huan)境(jing)下等）下的(de)穩定工作要求(qiu)；

★5.15、須(xu)能直接采集前文“序(xu)號4"中(zhong)“控(kong)制系統(tong)"的數(shu)(shu)字信號，保證控制系(xi)統參數(shu)(shu)（荷(he)載、位移(yi)等）能通(tong)過數(shu)(shu)字輸出將系(xi)統信號傳輸給(gei)該(gai)數(shu)(shu)據采(cai)集(ji)(ji)系(xi)統，實現控制系(xi)統與該(gai)數(shu)(shu)據采(cai)集(ji)(ji)系(xi)統進行同(tong)步采(cai)集(ji)(ji)的功(gong)能要(yao)求(qiu)。投(tou)標時提供同(tong)步采集詳(xiang)細的解決方(fang)案。

試驗輔助裝置(zhi)及測試傳感器

6.1、帶拉(la)壓(ya)力(li)傳感(gan)器的鏈桿(gan)(gan)不少于2個，鏈桿(gan)(gan)長不低于2.4m，可調節高度(du)0.3m；力(li)傳感(gan)器受(shou)壓(ya)承(cheng)(cheng)(cheng)載(zai)(zai)力(li)500kN，受(shou)拉(la)承(cheng)(cheng)(cheng)載(zai)(zai)力(li)300kN，鏈桿(gan)(gan)軸壓(ya)承(cheng)(cheng)(cheng)載(zai)(zai)力(li) 600KN, 軸拉(la)承(cheng)(cheng)(cheng)載(zai)(zai)力(li)400KN；

6.2、承受(shou)壓力(li)不(bu)(bu)低于6000kN的(de)滑動(dong)鋼結(jie)構試驗小車不(bu)(bu)少于1個, 投(tou)標(biao)文件中提(ti)供三維視圖及有限元分析報(bao)告，并標(biao)小車外觀的(de)尺寸；

6.3、不(bu)低(di)于1.5m長壓(ya)梁(liang)不(bu)少于4根(gen)，壓(ya)梁(liang)兩(liang)側錨壓(ya)端各承(cheng)擔錨固拉力不(bu)低(di)于60T；

6.4、不(bu)低于(yu)1.3m長壓梁錨固螺(luo)桿不(bu)少于(yu)6根，螺(luo)栓桿抗(kang)拉力(li)不(bu)低于(yu)40T；

6.5、三端連接銷(xiao)鉸裝置(zhi)不(bu)少于(yu)2套，銷(xiao)鉸承受壓力不(bu)低于(yu)600T, 投標文件中提(ti)供三維(wei)視圖(tu)及有(you)限元分析報告，并標注外觀尺寸；

6.6、不低于(yu)1.5m長(chang)拉壓連接剛臂不少于(yu)2根(gen)，剛臂受壓承載(zai)力(li)不低于(yu)300T；

6.7、拉(la)(la)壓(ya)球鉸裝(zhuang)置(zhi)不少于兩個，球鉸承(cheng)受拉(la)(la)力(li)不低(di)于150T,承(cheng)受壓(ya)力(li)不低(di)于400T, 投(tou)標文件中提(ti)供三維(wei)視圖，并標注外觀尺寸(cun)；

6.8、基恩(en)士(shi)激光位移(yi)計不少于6個，量程不低于300mm；

6.9、數采(cai)引伸計(ji)不(bu)少于6個；

6.10、數采拉線式位(wei)移(yi)計(ji)不少于(yu)30個，量程不低(di)于(yu)200mm；

6.11、數采百分表(biao)不(bu)少于6個，千分表不少于6個。

簡支(zhi)梁反力框架試(shi)驗系統

構(gou)件疲勞試驗系統

鋼筋混凝土梁虛擬受(shou)彎(wan)試驗系統  

鋼(gang)桁(heng)架靜(jing)載荷實驗(yan)系(xi)統  

長柱結構試驗系統

鋼桁架加載試驗系統(tong)  

電液伺服(fu)多功(gong)能結構(gou)試驗系統(tong)  

反向架(jia)  

電液(ye)伺服(fu)加載系(xi)統  

多通道協調(diao)加載(zai)

水平加載系統  

擬動力加載試驗  

千斤頂檢定裝置(zhi)          

多功(gong)能結構(gou)力學試驗裝置    

結構(gou)試驗教(jiao)學加載系(xi)統  

慢(man)應力腐蝕(shi)試驗機  

長柱試驗機          

2000噸壓力試(shi)驗機  

接骨板彎曲試驗機  

超高速拉力試驗機  

結(jie)構(gou)工程(cheng)陣列加載試驗系統