土木結(jié)構(gòu)工程梁柱教學試驗系統(tǒng)

產(chǎn)品型號:FLJ—300KN

一,、簡介：

主要用于力學加載試驗和土木工程相關(guān)專業(yè)科研試驗，可方便對墻體,、混凝土梁,，鋼結(jié)構(gòu)桁架等構(gòu)件進行力學性能試驗，也可進行柱類,、梁類,、桁架類、框架類,、節(jié)點類試驗,。普遍應用于構(gòu)件的靜態(tài)力學性能試驗，包括拉伸,、壓縮,、彎曲,、低周疲勞等試驗。采用自平衡設(shè)計理念,，安裝時無需反力地槽,。

可檢測試驗內(nèi)容：

u 混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力試驗

u 混凝土受彎構(gòu)件斜截面承載力試驗

u 混凝土軸壓構(gòu)件承載力試驗

u 混凝土偏壓構(gòu)件承載力試驗

u 磚砌體軸壓承載力試驗

u 磚砌體受剪承載力試驗

u 鋼結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件整體失穩(wěn)試驗

u 鋼結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件局部失穩(wěn)試驗

u 鋼結(jié)構(gòu)偏壓構(gòu)件平面內(nèi)及平面外失穩(wěn)試驗

u 桁架承載力試驗

u 純彎梁試驗

二、 方案描述

300kN結(jié)構(gòu)力學教學裝置主要由自平衡門式反力架,、手動加壓泵站,、分離式千斤頂,、壓力傳感器,、位移傳感器、角鋼焊接鋼桁架,、分載粱,、關(guān)節(jié)支座、萬向球鉸,、力值顯示器,、高壓油管、20通道數(shù)據(jù)采集儀等其它必要的附件等組成,。

（一）自平衡反力架

1. 反力架主體采用裝配鋼構(gòu)形式,，材料選用Q345結(jié)構(gòu)鋼。

2. 采用自平衡設(shè)計理念,，無需反力地槽,。可靈活安裝于普通混凝土地面,，

3. 龍門架縱橫梁上布置有對稱吊耳,；升降調(diào)整采用起重機吊裝方式調(diào)整；

4. 活動梁采用鉸制螺栓固定式結(jié)構(gòu)（立柱孔配鉸）,，保證縱橫梁的水平精度及試驗過程中橫梁保持鎖止不動,；龍門框架安裝在地面，采用膨脹螺栓固定,。

5. 負荷傳感器安裝在油缸下端面,，用于測量試驗負荷。負荷傳感器采用高精度柱式拉壓力傳感器,。

6. 設(shè)計推力300kN,，過載能力130%；

7. 各連接面進行精密機械加工,，反力架整體進行退火處理,，消除殘余應力；

8. 主要安裝面預留安裝接口及功能擴展接口,。

9. 主跨大梁采用箱型截面設(shè)計,，跨中承載力300kN,，撓度<l/1500；

10. 所有鋼構(gòu)件均采用Q345B 結(jié)構(gòu)鋼,，符合國標檢測標準,，各連接面均進行機加工。

11. 采用E5003～E5016 系列焊條焊接,。

12. 立柱,，大梁焊接角度尺寸公差±35′，焊接件線度尺寸公差±4.5mm(L<4m),，±8.0mm(L>4m),。

13. 各鋼構(gòu)件外表面進行噴砂除銹處理后，并立即噴涂環(huán)氧富鋅底漆二遍,，面漆二遍,。

14. 立柱及所有梁上按模數(shù)設(shè)置的孔均采用模鉆或數(shù)控加工的方式，孔間距誤差不大于0.2mm,。

15. 標配短柱承臺2個,，承臺高度500mm，承臺下端板預留與基座連接接口,，承臺上端板預留與關(guān)節(jié)支座類試驗裝置標準接口,。

16. 反力架凈高度2.4m，立柱凈間距2m,；加載橫梁與基座設(shè)計承載力大于300kN,；橫梁截面高度不小于300mm，均布豎肋,；基座頂部預留兩排安裝孔,；鋼構(gòu)表面涂刷防銹漆；

17. 設(shè)備總重量約3噸,。

18. 為保證試驗加載的穩(wěn)定性,，特對橫梁進行了有限分析，模擬承載300KN的承載力,。

19.如果后期試驗室建設(shè)了反力地槽,，可將底部橫梁拆除，與反力地槽連接,，將獲得更大的加載范圍.

（二）,、桁架

n 單榀角鋼焊接鋼桁架

n 桁架由角鋼焊接組成的具有三角形單元的立體空間結(jié)構(gòu)，桁架桿件主要承受軸向拉力或壓力,，從而能充分利用材料的強度,，在跨度較大時可比實腹梁節(jié)省材料，減輕自重和增大剛度。

1,、材料選用Q235B,，手工焊接采用E43系列焊條;

2、簡支跨度2000mm,，跨中施加集中荷載時設(shè)計最大承載力為4噸,；

3、鋼桁架所有桿件均采用雙40*40角鋼焊接

4,、預留與簡支梁鉸支座的連接,；

5、鋼構(gòu)表面涂刷防銹漆,。

6,、嚴格按照國家相關(guān)標準設(shè)計和制造，滿足科研院校的教學使用,。

（三）分載粱

? 分載梁可將承載力分布在不同的作用點上,，可分布兩點加載或多點加載。兩點加載時,，與試樣之間連接鉸支座，確保載荷的均布施加,。該件主要承受彎矩和剪力,。

? 1.5m梁  截面尺寸不小于200mm*200mm，采用H型鋼焊接,，并焊接加強肋板,。承載力300kN,分配梁兩端含專用固定關(guān)節(jié)支座和滾動關(guān)節(jié)支座；

（四）關(guān)節(jié)支座

關(guān)節(jié)支座是將構(gòu)件連接在支承座上的裝置,，對構(gòu)件形成一種約束,，可沿一定的方向運動或轉(zhuǎn)動或滑動。在實驗中不會背離構(gòu)件,，使構(gòu)件按預計的方向運動,。

n 300kN簡支梁梁端關(guān)節(jié)支座

1、標配固定端關(guān)節(jié)支座1個,，滑動端關(guān)節(jié)支座1個,；

2、關(guān)節(jié)支座受壓承載力300kN;

（五）千斤頂

n 300kN分離式液壓千斤頂

是動力裝置和支撐裝置分離的千斤頂,，采用液壓方式,，用于起重、支撐等工作,。300kN加載油缸使用進口密封件,，可水平使用，也可以垂直使用。油缸尾部法蘭,，活塞桿端配活動關(guān)節(jié)連接形式,，拉壓力萬向加載，拉壓力無間隙,；

1,、壓力300kN，行程200mm,；

2,、活塞桿端預留與力傳感器連接的接口；

3,、標配千斤頂與反力架的連接裝置,；

n 手動液壓泵站

手動液壓泵站，是將手動的機械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能的一種小型液壓泵站,。 在配套的油缸使用下,，可以進行各類動力作業(yè)，可對試樣施加試驗力,。

1,、最大供油壓力70MPa；

2,、雙級泵雙作用,；

3、與分離式液壓千斤頂配合使用,；

4,、泵站配超高壓快速插拔接頭，可實現(xiàn)與千斤頂之間的快速分離與連接,；

n 超高壓油管

超高壓油管是高壓油路的組成部分,，要求油管需要承受一定的油壓而且有一定的疲勞強度，保證管路的密封要求

1,、70Mpa,，長度9m；

2,、長度可定制,，帶快速插拔接頭；

3,、為泵站和千斤頂之間提供超高壓液壓油的傳輸通道,。

（六）、壓力傳感器

壓力傳感器由電阻應變片和集體材料組成,。電阻應變片是壓力傳感器的主要組成部分之一,。其工作原理是吸附在基體材料上應變電阻隨機械形變而產(chǎn)生阻值變化的現(xiàn)象，然后通過阻值的變化轉(zhuǎn)換成力值KN的變化。

1,、額定承載力300kN,；

2、安全過載：150% F.S

3,、預留與千斤頂活塞桿,、球鉸和關(guān)節(jié)支座的連接。

（七）位移計

位移計又稱為位移傳感器,，是一種屬于金屬感應的線性器件,，傳感器的作用是把各種被測物理量轉(zhuǎn)換為電量，通過顯示儀表告知人們被測物體的變形量,。

1,、量程50mm，分辨率0.001mm,；

2,、與靜態(tài)、動態(tài)電阻應變數(shù)據(jù)采集儀匹配良好,。

（八）萬向球鉸

球鉸是一種的空間連接鉸,，它有兩個部件組成，球與球殼,。該鉸允許兩部件繞公共的球心相對轉(zhuǎn)動,，為試件提供端部多向位移約束，釋放旋轉(zhuǎn)約束,。球鉸常用于千斤頂加載端，也可以用于提供梁,、柱等試驗加載使用,。

300kN萬向受壓球鉸

1、承載力300kN,；

2,、預留與壓力傳感器、被加載試件連接端口,。

三,、20通道數(shù)據(jù)采集儀

1、 概述

20通道數(shù)據(jù)采集儀是特地為學生實驗設(shè)計的靜態(tài)應變測試系統(tǒng),，每臺包括20個測量通道,，每個測量通道都可以測力、位移或應變,。測量時,，通過安卓手機或電腦與設(shè)備進行通訊，實現(xiàn)采樣控制和數(shù)據(jù)的分析等功能。

1.1  20通道數(shù)據(jù)采集儀:

1.2采樣頻率2Hz/通道,。
1.3測量應變范圍：±30000με,，分辨率：0.5με。

1.4儀器可直接顯示數(shù)據(jù),，也可通過網(wǎng)線連接電腦,通過wifi連接電腦或安卓手機客戶端,，所有參數(shù)設(shè)置、平衡,、采樣和存儲均可在手機上完成,，同時顯示所有測點數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)可存儲至手機中,，也可與電腦相連,，將數(shù)據(jù)存儲至控制電腦內(nèi) 。

2 ,、應用范圍

2.1可完成全橋,、半橋、1／4橋（120Ω三線制）和1/4橋（兩線制公共補償）狀態(tài)的應力應變的測試和分析,；

2.2 配合各種橋式傳感器,，實現(xiàn)力、荷重,、位移等物理量的測量,；

3 、特點

3.1 實現(xiàn)多通道并行高速長時間連續(xù)采樣,；

3.2 高度集成：模塊化設(shè)計的硬件,，每個模塊20通道機箱形式；

3.3 每臺計算機可控制多臺采集儀進行采樣,，滿足多通道,、高精度的測量需求；

3.4 運行于Win2000/XP/7/8操作系統(tǒng),，用戶界面友好,、操作簡便靈活；

3.5 計算機通過WiFi或以太網(wǎng)與儀器通訊,，對采集器進行參數(shù)設(shè)置（量程,、傳感器靈敏度等）、清零,、采樣,、停止等操作，并實時傳送采樣數(shù)據(jù),。

5,、技術(shù)指標

5.1 測量點數(shù)：10或20測點（可測力或應變）,；

5.2 采樣速率（連續(xù)采樣）：2Hz/通道；

5.3 模數(shù)轉(zhuǎn)換器：24位Σ-ΔA/D轉(zhuǎn)換器,；

5.4支持橋路連接方式：全橋,、半橋、1／4橋（120Ω三線制）和1/4橋（兩線制公共補償）,；

5.5適用應變片電阻值：

⑴1/4橋（三線制自補償）電阻范圍：120Ω或350Ω（訂貨時確定一種）,；

⑵1/4橋（兩線制公共補償）、半橋,、全橋電阻范圍：60Ω～20000Ω任意設(shè)定,；

5.6 應變片靈敏度系數(shù)：1.0～3.0自動修正；

5.7 供橋電壓：

⑴輸出電壓范圍（DC）：2V,；

⑵精度：不大于0.1％,；

⑶穩(wěn)定度：不大于0.05％/小時；

⑷最大輸出電流：30mA/CH,；

5.8 測量應變范圍：±30000με,；

5.9 最高分辨率：0.5με；

5.10 系統(tǒng)示值誤差：不大于0.5％±3με,；

5.11 零漂：不大于2με/4h,；

5.12長導線電阻修正范圍：0.0～100Ω；  

5.13 自動平衡范圍：±15000με(應變計阻值的±1.5%),；

5.14 配置安卓手機,，所有參數(shù)設(shè)置、平衡,、采樣和存儲均可在手機上完成,，同時顯示所有測點數(shù)據(jù)；

5.15 數(shù)據(jù)可存儲至手機中,，也可與電腦相連,，將數(shù)據(jù)存儲至控制電腦內(nèi)；

5.16 通訊方式：與手機和平板通訊采用WiFi接口,，與計算機通訊采用以太網(wǎng)接口或WiFi接口；配電腦端軟件和安卓手機端軟件

5.17 電源：交流供電（交流220V±10％ 50Hz±2％）,；

5.18 外形尺寸：353mm×291mm×105mm(長×寬×高)便攜機箱,。

四、產(chǎn)品配置清單

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