技术指标及功能要求.pdf
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1、土木工程学院大型结构多功能试验系统招标采购申请表附件 1 / 9 技术指标及功能要求 哈尔滨工业大学土木工程学院筹建大型结构多功能试验系统,用于大型结构 和结构单元的足尺及模型试验研究,测试对象包括梁、柱、板、墙体、框架、网 架、节点、橡胶支座以及耗能减震装置等。 1 系统组成及总体性能指标 该大型结构多功能试验系统由试验机台体、电液伺服作动器、液压管路、油 源和冷却系统、 数据采集系统、 试验控制系统、 配套的外接传感器及辅助设施构 成。该试验系统土建工程在实验室中的总体布置方式如图1 所示。 试验机台体结构组成及其上伺服作动器布置方式如图2 所示, 其中沿横梁长 度方向为 X轴,垂直横梁长
2、度方向为Y轴,竖直方向为 Z 轴。试验机台体包括基 础、主立柱、副立柱、可升降移动横梁及主副立柱间拉梁。移动横梁上布置Z 向 30000kN电液伺服作动器 1 台、Z 向 1000kN电液伺服作动器2 台;主立柱上 布置 X向 3000kN电液伺服作动器 2 台; 副立柱上布置 Y向 2000kN电液伺服作动 器 1 台。 图 1 试验系统平面布局示意图 土木工程学院大型结构多功能试验系统招标采购申请表附件 2 / 9 图 2 大型结构多功能试验系统主体示意图 对该试验系统总体性能指标要求如下: 1)系统通道数: 8 个作动器控制通道,在控制器中额外提供16 个模拟输入和 8 个模拟输出通道,
3、 用于采集外接的位移和载荷传感器的信号,并且可以用于控制 的反馈。 2)控制方式:载荷控制和位移控制,且可以平滑切换。 3)控制系统类型:全数字式,手动和程序控制。 4)系统静态精度:力的精度为0.5%FS(20% -100%FS) ;位移精度为 0.5%FS 。 5)控制系统提供的加载波形:正弦波、三角波、方波、组合波、外部输入波等。 6)具有协调加载功能。 7)系统工作频率: 0.001 5Hz。 8)油源额定流量: 1000L/min。 9)油源系统工作压力: 28MPa 。 X Z Y 土木工程学院大型结构多功能试验系统招标采购申请表附件 3 / 9 10)油源总功率:约 600kW
4、。 11)加载能力: (1)Z向压力 30000kN ,行程 300mm (2)X向压力 3000kN ,行程3 00mm (3)Y向压力 2000kN ,行程3 00mm (4)Z向压力 30000kN , 同时水平 X, Y方向分别可以达到3000kN , 2000kN (5)竖向 30000kN 作动器具有双向水平跟动能力,X 方向跟动 300mm ,Y方向跟动 100mm 2 试验机台体 试验机台体组成见图2 示意。 1)横梁可通过提升机构在垂直方向有级步进升降,步距为500mm 。 2)30000kN作动器可通过跟动装置在X方向连续可调,范围为 650mm ;加载时 可双向跟动, X
5、方向为 300mm ,Y方向为 100mm ;可单向跟动,也可双向锁定。 在试验完成后,跟动装置可用复位缸自动复位。 3)每根主立柱可安装一台3000kN作动器,副立柱上可安装一台2000kN作动器, 该作动器在垂直方向2m-7m范围内可连续升降; 作动器轴线在竖直平面内的转动 范围是 45;配有加长杆,使与试件的连接面向中心移动2.5m。 4)在竖向 30000kN作动器两侧可安装两台1000kN作动器, 1000kN作动器通过 连接板可在横梁内沿水平方向连续可调,范围为主门架中心以外2m-3m 。 5)最大工作空间:长 6m 宽 6m 高 7m,其中高表示竖向 30000kN作动器下端面
6、与试验台座上表面之间距离为7m ; 横梁下表面与台座上表面之间距离不小于8m 。 6)可进行大型结构的节点、梁、柱、板、支撑、墙、橡胶支座等的加载试验及 受力分析。 7)可在 30000kN作动器下方的钢混结构地梁上安装支座试验辅助框架,进行支 座压剪试验。 8)试验台座基础应满足各类试验工况下强度、刚度、稳定性要求和试件锚固要 求。试验台体、基础及试件锚固强度需满足最不利工况的需求,见第10)条。 9) 试验台体基础的刚度应与立柱抗拉刚度、横梁抗弯刚度统筹考虑,使整体刚 土木工程学院大型结构多功能试验系统招标采购申请表附件 4 / 9 度不小于试件卸载刚度 (2 10 6N/mm) 。 10
7、)试验加载最不利工况: (1)Z方向轴压最大 30000kN (2)X方向:最大 3000KN (3)Y方向:最大 2000KN (4)X方向 3000kN ,水平 Y方向 2000kN (5)轴压 25000kN ,水平 X方向 3000kN (6)轴压 25000kN ,水平 Y方向 2000kN (7)轴压 25000kN ,水平 X方向 3000kN ,水平 Y 方向 2000kN 11) 试验台座基础上表面平面度10mm ,立柱垂直度 10mm 。 3 电液伺服作动器 作动器规格参数见表1。 表 1 作动器规格参数 序 号 试验 类型 静载荷 (kN) 动载荷 (kN) 额定压力 (
8、MPa) 最大流量 (L/min ) 行程 (mm) 作用 方式 载荷 / 压 力传感器 端头 形式 数 量 1 竖向 推力 30000 28 800 300 单出杆 双作用 力传感 器: 0.5 %F.S 法兰1 2 水平 推力 3000 拉力 2000 推力 2500 拉力 1500 28 800 300 单出杆 双作用 力传感 器: 0.2 %F.S 双铰2 3 水平 推力 2000 拉力 1500 推力 1500 拉力 1000 28 800 300 单出杆 双作用 力传感 器: 0.2 %F.S 双铰1 4 竖向 推力 1000 拉力 800 推力 900 拉力 500 28 800
9、 300 单出杆 双作用 力传感 器: 0.2 %F.S 双铰2 备注 每个作动器都内置高精度位移传感器: 采用国际知名品牌,分辨率优于0.01mm ,可重复 性优于 0.01mm,系统响应频率大于10kHz,工作温度范围-40+85, 满足大量程下小位 移测量精度,满足冲击标准DIN IEC68T2-27( 或等同该标准的其他标准) ,满足振动标准 DIN IEC68T2-6( 或等同该标准的其他标准) ,具有无限的机械寿命 4 静音油源 4.1 性能指标 土木工程学院大型结构多功能试验系统招标采购申请表附件 5 / 9 1)额定流量: 1000L/min。 2)供油压力: 228MPa 。
10、 3)电机总功率:约600kW 。 4)过滤精度: 5m 。 5)噪音: 85dB 。 6)电机泵组数: 5。 4.2 功能要求 1)能为电液伺服试验系统提供稳定的系统压力。 2)电机启动可手动 / 遥控选择开启。 3)具有软启动和缓慢卸荷功能。 4)可实现 228MPa远程比例调压。 5)由 5 台 200L/min 泵组组成, 可根据实验需求, 单独开启其中任意一台或多台 泵组。 6)合理设计进油过滤器、回油过滤器、吸油过滤器,合理配置过滤精度,提高 油液清洁度。 7)应具有油液温度、油箱液位、工作时间、供油压力等实时检测和显示的功能, 并可通过电控系统实现油源故障报警。 8)应采用隔振降
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