結(jié)構(gòu)工程梁柱教學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng)
一、產(chǎn)品簡介
結(jié)構(gòu)工程梁柱教學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng)主要用于模擬現(xiàn)實(shí)中混凝土梁、板、柱、道路、橋梁加載試驗(yàn)和土木工程相關(guān)專業(yè)科研試驗(yàn)，可方便對橋梁、混凝土梁，鋼結(jié)構(gòu)桁架等構(gòu)件進(jìn)行結(jié)構(gòu)性能試驗(yàn)，也可進(jìn)行柱類、梁類、桁架類、框架類、節(jié)點(diǎn)類試驗(yàn)。采用自平衡設(shè)計(jì)理念，安裝時(shí)無需反力地槽。普遍應(yīng)用于構(gòu)件的靜態(tài)力學(xué)性能試驗(yàn)，包括拉伸、壓縮、彎曲、低周疲勞等試驗(yàn)。廣泛應(yīng)用于本科教學(xué)試驗(yàn)和小型科研試驗(yàn)。
1、鋼筋混凝土梁虛擬受彎試驗(yàn)
2、鋼筋混凝土正截面純彎試驗(yàn)
3、鋼筋混凝土梁正截面抗彎試驗(yàn)可選適筋梁、少筋梁、超筋梁等三種試驗(yàn)試件
4、鋼筋混凝土短柱受壓虛擬試驗(yàn)
5、鋼結(jié)構(gòu)柱軸心受壓虛擬試驗(yàn)
6、鋼筋混凝土梁四點(diǎn)彎曲仿真試驗(yàn)
二、方案描述
結(jié)構(gòu)工程梁柱教學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng)主要由自平衡門式反力架、分離式加載油缸、手動(dòng)加壓泵站、自反力錨固裝置、關(guān)節(jié)支座、位移計(jì)、數(shù)據(jù)采集儀、傳感器、顯示儀表、分配梁、鋼筋混凝土梁虛擬受彎試驗(yàn)仿真軟件等其它必要的附件等組成。
三、結(jié)構(gòu)工程梁柱教學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng)-技術(shù)特點(diǎn)
主機(jī)為H型框架式結(jié)構(gòu)，300kN加載油缸置于主橫梁。
設(shè)計(jì)水平承載力300kN，過載能力150%。
加載油缸可通過移動(dòng)滑板調(diào)整，方便對不同點(diǎn)位加壓。
與基座連接處，采用自反力錨固裝置，可緊緊扣住基座，保證反力架不滑移、不后撤；能夠使加載力全部施加在試樣上。
加載油缸前端配有關(guān)節(jié)支座，在試樣不平整時(shí)，方便自動(dòng)找正。
加載點(diǎn)，配有固定拉桿和固定板，試驗(yàn)時(shí)將立柱與加載油缸牢牢的固定在一起，防止滑動(dòng)。
負(fù)荷傳感器安裝在水平加載油缸前端，用于測量試驗(yàn)負(fù)荷。負(fù)荷傳感器采用高精度輪輻式拉壓力傳感器。
反力架配有分配梁，方便對試樣做四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)。
反力架采用鉸制螺栓固定式結(jié)構(gòu)，保證反力架的結(jié)構(gòu)剛度及試驗(yàn)過程中豎梁保持鎖止不動(dòng)。
配備油缸約束構(gòu)件，滿足對高度調(diào)整時(shí)油缸位移約束的要求；
各連接面進(jìn)行精密機(jī)械加工，反力架整體進(jìn)行退火處理，消除殘余應(yīng)力；
配備連接的錨桿，錨桿材質(zhì)選用優(yōu)質(zhì)合金鋼，并進(jìn)行熱處理和發(fā)黑處理；數(shù)量為使用量的120%，方便后期更換。
主要安裝面預(yù)留安裝接口及功能擴(kuò)展接口。
主基座大梁采用箱型截面設(shè)計(jì)，跨中承載力300kN，撓度
所有鋼構(gòu)件均采用Q345B 結(jié)構(gòu)鋼，符合國標(biāo)檢測標(biāo)準(zhǔn)，各連接面均進(jìn)行機(jī)加工。
采用E5003～E5016 系列焊條焊接。
四、鋼筋混凝土梁虛擬受彎試驗(yàn)仿真軟件介紹
建立實(shí)驗(yàn)室三維環(huán)境，包括實(shí)驗(yàn)設(shè)備、設(shè)施三維模型。
1、 三維環(huán)境及模型技術(shù)要求
主要設(shè)備模型：試驗(yàn)框架與恒樂興科真實(shí)框架一致、支座、支墩、混凝土小梁、位移計(jì)、載荷均布梁、千斤頂、加力裝置。
2、熱點(diǎn)提示：在設(shè)備上方顯示名稱標(biāo)簽，可控制顯隱。
3、漫游行走：用戶可以在三維實(shí)驗(yàn)室自由漫游行走，支持360°自由漫游，前進(jìn)、后退、左行、右行、上升、下降、視角自由控制，可多角度觀察試驗(yàn)設(shè)備及零件；
4、 交互實(shí)驗(yàn)：虛擬實(shí)驗(yàn)基于虛擬環(huán)境、虛擬儀器、虛擬材料等要素，模擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，可以通過鼠標(biāo)、鍵盤等操作實(shí)驗(yàn)要素，進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。采用三維互動(dòng)、三維漫游、三維動(dòng)畫及平面元素等多種構(gòu)建虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。系統(tǒng)具有碰撞檢測功能。
5、 實(shí)驗(yàn)提示：提示欄顯示實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)。
6、 現(xiàn)象及數(shù)據(jù)模擬：實(shí)驗(yàn)過程中現(xiàn)象變化及數(shù)據(jù)變化。
7、 軟件版本本系統(tǒng)提供一套50節(jié)點(diǎn)局域網(wǎng)機(jī)房版；本系統(tǒng)提供1套單機(jī)版軟件，可在普通計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。
8、具體實(shí)驗(yàn)步驟：
本實(shí)驗(yàn)旨在通過計(jì)算機(jī)軟件對鋼筋混凝土梁（包括超筋梁、適筋梁、少筋梁）的純彎試驗(yàn)進(jìn)行仿真模擬。整個(gè)過程通過調(diào)整梁的配筋率、截面尺寸、加載速率等參數(shù)觀察梁體在不同參數(shù)下的彎曲破壞形式。
單擊開始實(shí)驗(yàn)，三維場景自動(dòng)更新，根據(jù)實(shí)驗(yàn)流程，通過鼠標(biāo)、鍵盤安裝實(shí)驗(yàn)裝置、調(diào)整實(shí)驗(yàn)參數(shù)，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算，顯示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
教學(xué)模式：包含實(shí)驗(yàn)原理介紹、實(shí)驗(yàn)?zāi)康慕榻B，經(jīng)典試件制作演示、設(shè)備裝配演示、試驗(yàn)加載演示、對應(yīng)數(shù)據(jù)及曲線展示；實(shí)操模式能進(jìn)行互動(dòng)操作
步驟：
第一步為試件設(shè)計(jì)。學(xué)生可以根據(jù)自身需要，就截面（形狀、尺寸）、（相對）偏心距、配筋率（縱筋、箍筋）、長細(xì)比、混凝土強(qiáng)度等參數(shù)分別設(shè)計(jì)。
第二步為應(yīng)變片黏貼。從右側(cè)工具欄中選擇工具，拖動(dòng)到合適位置。
第三步為開始加載。通過點(diǎn)擊力加載按鈕，對梁加力，顯示數(shù)據(jù)曲線，以及梁的破壞現(xiàn)象。根據(jù)參數(shù)設(shè)置的不同，實(shí)驗(yàn)顯示也會(huì)不同，可以模擬少筋梁、適筋梁、超筋梁從加載開始、開裂及破壞全過程、顯示裂縫的發(fā)生和開展。
第四步為實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
9、考核模式：隨機(jī)抽取題庫中的10道選擇題，并能互動(dòng)實(shí)操考核評分。
