2000噸長柱壓力試驗機(jī) 試驗系統(tǒng)

2000噸長柱壓力試驗機(jī) 試驗系統(tǒng)

一、項目概況

本項目主要用于滿足對大型新建筑材料、金屬或非金屬結(jié)構(gòu)件的壓縮、彎曲等測試功能要求。滿足0-4.5米大型結(jié)構(gòu)件的壓力測試和1-4米大型結(jié)構(gòu)件的彎曲測試。同時框架結(jié)構(gòu)設(shè)計上對大型橡膠支座壓剪試驗做預(yù)留，對交通、建筑結(jié)構(gòu)在高溫火災(zāi)模擬試驗做空間設(shè)計預(yù)留。既滿足教學(xué)實訓(xùn)用途，又適合進(jìn)行科研試驗要求。國家有CCC強(qiáng)制性規(guī)定的產(chǎn)品還必須符合國家CCC強(qiáng)制性認(rèn)證規(guī)定。本招標(biāo)文件的內(nèi)容若與國家或行業(yè)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范有矛盾，則以國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范為準(zhǔn)，遇國家修改標(biāo)準(zhǔn)，自新標(biāo)準(zhǔn)施行之日起采用新標(biāo)準(zhǔn)。

二、技術(shù)和服務(wù)要求

（一） 產(chǎn)品制造和檢驗標(biāo)準(zhǔn)

1) GB/T3722-92《液壓式壓力試驗機(jī)》

2) GB/T 2611-2022 《試驗機(jī)通用技術(shù)要求》

3) GB/T 16825.1-2022《靜單軸試驗機(jī)的檢驗第1部分：拉力和（或）壓力試驗機(jī)測力系統(tǒng)的檢驗與校準(zhǔn)》

4) JB/T8612-2015《電液伺服萬能試驗機(jī)》

5) GB7314-2017《金屬壓縮試驗方法》

6) JTG 3420—2020《公路工程水泥及水泥混凝土試驗規(guī)程》

7) GB/T50081-2019《普通混凝土力學(xué)性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》

（二）技術(shù)參數(shù)

1、主體框架結(jié)構(gòu)：四絲杠立柱框架結(jié)構(gòu)。

（1）絲杠立柱框架：絲杠直徑：≥Φ300mm，支柱間框架凈距離≥1300×1300mm；絲杠材質(zhì)：≥45#鋼；

（2）壓縮空間：≥4500mm（電動自動推送），升降橫梁無級調(diào)節(jié)，橫梁升降速度0～200mm/min；

（3）設(shè)備高度與軌道尺寸：整體高度：≤9000mm；軌道長度：≥11500mm。

（4）整機(jī)重量≥110噸（需提供各部件重量計算明細(xì)表證明）

2、液壓油缸

（1）采用油缸位置：位于機(jī)體底部，下置式，鑄鋼材質(zhì)；油缸：工作活塞行程≥500mm，內(nèi)徑：≥Φ1000mm；

（2）加載速度：0-100mm/min，可調(diào)；

（3）油缸系統(tǒng)壓力：≤28Mpa；

3、壓力試驗裝置

（1）最大試驗力：≥20000kN（允許最大過載能力不低于15%）（需提供整機(jī)試驗設(shè)備詳細(xì)有限元分析報告書佐證）；

（2）測量范圍：500～20000kN；

（3）準(zhǔn)確度（誤差）：0.5級；負(fù)荷優(yōu)于±0.5%F.S，位移優(yōu)于±0.5% F.S；采用高精度拉壓載荷傳感器測力，試驗力分辨率：500N；位移測量范圍：0～500mm，分辨率0.001mm，采用高精度磁致伸縮位移傳感器測量活塞位移；

（4）承載上壓板尺寸：長度≥1300mm，寬度≥1300mm，厚度≥200mm；采用45結(jié)構(gòu)鋼鍛造，預(yù)留多組絲孔，方便安裝刀鉸、球鉸，以及拉伸裝置等試驗附件；

（5）承載下壓板尺寸：長度≥1300mm，寬度≥1300mm，厚度≥300mm ；采用45結(jié)構(gòu)鋼鍛造，上表面預(yù)留多組絲孔，方便安裝刀鉸、球鉸，以及拉伸裝置等試驗附件。下壓板為可移動小車，采用減速電機(jī)驅(qū)動車輪等，采用無線遙控控制沿導(dǎo)軌移動，方便試樣裝卸。小車運行速度100~500mm/min，小車最大承載能力≥15噸。

4、四點彎曲試驗裝置

（1）最大試驗力、兩點間凈距及加載高度：試驗力≥4000kN、間凈距≥4000mm（電動自動推送）、最大高度≤1200mm；

（2）兩支點在最大凈距離：兩端分別承受的最大試驗力≥3000kN，最大變形≤2mm；

5、智能電液伺服液壓系統(tǒng)

液壓系統(tǒng)包括智能伺服液壓源、伺服閥，以及油分配器、冷卻系統(tǒng)、油箱等。

（1）伺服電機(jī)：采用高精度的PID控制算法，分辨率不低于1/500,000之間；伺服電機(jī)通過編碼器反饋實現(xiàn)力、位移和變形的閉環(huán)控制；具有快速的動態(tài)響應(yīng)能力，能夠?qū)崟r調(diào)整輸出以適應(yīng)試驗過程中的變化；能夠承受試驗機(jī)的負(fù)載，并在過載時提供保護(hù)功能；能與試驗機(jī)的控制系統(tǒng)、軟件和硬件兼容，確保無縫集成；采用自然冷卻。功率≥25kW；驅(qū)動器1套。

（2）伺服閥：采用電液伺服閉環(huán)控制加載系統(tǒng)，其核心元件電液伺服閥性能需滿足以下參數(shù)要求：

1）采用直動式伺服閥，為具有位置傳感器和線性力馬達(dá)的閥芯位移閉環(huán)控制，且通過集成電路板實現(xiàn)；2）通過具有高驅(qū)動力的永磁式線性力馬達(dá)直接驅(qū)動，無需先導(dǎo)油源，動態(tài)性能不受壓力影響；3）具有低滯環(huán)和高分辨率，液壓零位和接近液壓零位時低功耗；4）具備標(biāo)準(zhǔn)化的閥芯位置檢測信號，可通過此信號獲得系統(tǒng)運行情況，利于閥的維護(hù)；5）電氣零位調(diào)節(jié)，當(dāng)斷電或電纜損壞或緊急停車時，閥芯會無需使用外力自動返回到其彈簧對中位置；6）伺服閥為帶閥套的滑閥型，三通、四通或2×2通，額定流量為≧60L/min，最大工作壓力可達(dá)35MPa;7)分辨率﹤0.1%，階躍響應(yīng)≦20ms，滯環(huán)2﹤0.2%，零漂2﹤1.5%；8）工作溫度：-20℃~+80℃。

（3）油泵：性能不低于以下參數(shù)要求：油泵的最大輸出壓力達(dá)350bar（5000psi）以上,額定流量范圍可達(dá)到200L/min之間，轉(zhuǎn)速范圍通常在1200RPM到3000RPM之間；油泵采用電動驅(qū)動，通過電液伺服控制系統(tǒng)實現(xiàn)高精度的壓力和流量控制，精度通常在±0.5%到±1%之間；油泵的動態(tài)響應(yīng)時間可達(dá)毫秒級別，能夠快速響應(yīng)控制信號；油泵采用先進(jìn)的過濾和密封技術(shù)，具有較強(qiáng)的抗污染能力；額定工況下的使用壽命不低于20000小時；噪音水平不超過70dB；工作溫度范圍在-20℃到+80℃之間。

（4）換向閥：換向閥1套。

（5）溢流閥：溢流閥1套。

（6）冷卻系統(tǒng)：冷卻機(jī)1套。

（7）油箱容積：≥1000L。

（8）全封閉標(biāo)準(zhǔn)伺服油箱，距離1m位置測得的噪音≤70db。

6、量測控制系統(tǒng)

（1）測量控制系統(tǒng)包括測量系統(tǒng)、控制單元、試驗數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理及顯示打印系統(tǒng)等。

測量控制單元采用全數(shù)字伺服控制器，且為一體式16通道；伺服液壓源采用伺服驅(qū)動器控制；全數(shù)字伺服控制器性能參數(shù)不低于以下要求：

1）控制器為64位內(nèi)部處理器；64位測量分辨率，32位采樣和24位數(shù)模轉(zhuǎn)換器；

2）最高系統(tǒng)頻率可達(dá)10KHz；試驗頻率可達(dá)500HZ；可擴(kuò)展模塊化設(shè)計；閉環(huán)控制和數(shù)采頻率可調(diào)；模擬信號分辨率可達(dá)±7,000,000碼；

3）兼容智能化傳感器插頭，可接入MV/V輸出形式應(yīng)變電橋傳感器;±1V~±10V、0-20MA輸出型信號傳感器以及LVDT類模擬信號傳感器；

4）采樣頻率和數(shù)據(jù)傳遞速率以100µs(0.1毫秒)為基本單位可調(diào)；PC 的通信接口USB 2.0 Full speed 或 Ethernet 10/100Mbit；

5）編碼器輸入通道：max 32MHz app. 300kHz；

6）SSI 信號輸入：300kHz；數(shù)字輸入/輸出 24V，8個；

7）串行傳感器接口，COM1（內(nèi)置）；具有同步數(shù)據(jù)采集和運動控制功能；

8）控制器具有 PIDF 控制方式，能實現(xiàn)力、位移、等參數(shù)的閉環(huán)控制，三種控制方式可以平滑切換。 初始 PID 參數(shù)的自動設(shè)置：動態(tài)響應(yīng)自適應(yīng)控制系統(tǒng)?？蛇B續(xù)自動更新 PID 參數(shù)，可自動補償試樣剛度的變化，保證系統(tǒng)運行在最佳控制狀態(tài)。

9）多個參數(shù)控制：比例、積分、微分（PID）、延遲（Lag）、前饋（Feed） 串行及并行控制；

10）可以獨立使用：試驗數(shù)據(jù)直接在 EDC 上顯示，控制指令由復(fù)合功能鍵輸入，通過 EDC 內(nèi)裝的基 本數(shù)據(jù)分析處理程序，連接打印機(jī)后可輸出表格式控制和測量數(shù)據(jù)，有多種內(nèi)嵌應(yīng)用軟件供用戶選擇。

11）試驗力測量采用1只高精度輪輻式負(fù)荷傳感器，油缸活塞位移測量采用1只高精度磁致伸縮位移傳感器（主）+3只可長距離移動應(yīng)變式位移計（輔）；測量系統(tǒng)預(yù)留5路模擬通道控制器（2路荷載傳感器通道和3路應(yīng)變式引伸計通道）和3路數(shù)字通道（1路位移傳感器通道和2路大變形通道）。測量控制系統(tǒng)可以選擇其中任一路變形傳感器信號作為控制對象，進(jìn)行變形控制。

（2）控制方式：全數(shù)字電液伺服閉環(huán)控制，可以進(jìn)行試驗力控制（及應(yīng)力控制）、位移控制，不同控制方式可以平滑切換，能夠?qū)崿F(xiàn)等試驗力加載及試驗力保持、位移等速率加載及位移保持、等應(yīng)變以及等應(yīng)力加載等多種可選加載方式，并且在試驗過程中能夠?qū)崿F(xiàn)所有控制方式以及控制速率的任意無沖擊平滑切換。

（3）采用一體式中央控制臺，伺服控制器、傳感器信號采集單元、計算機(jī)、顯示器、打印機(jī)等集中安裝在控制臺上。液壓源油泵啟動、停止等操作也在中央控制臺上實現(xiàn)，并安裝了油壓、油溫數(shù)字顯示表，具有超壓、超溫、濾油器堵塞等報警功能。

中央控制臺采用強(qiáng)電、弱電分離式設(shè)計，并采取電磁屏蔽措施，避免強(qiáng)電對測量控制單元的電磁干擾。

（4）配備高性能工作站1臺：臺式機(jī)電腦主機(jī)內(nèi)存≥16G 、≥1TB的機(jī)械硬盤+1TB的固態(tài)硬盤；高清雙屏顯示器均≥27.0英寸。

7、試驗機(jī)軟件

（1）主要包括：試驗方法可編程、試驗報告可編程（試驗報告也可存儲為網(wǎng)頁格式）、過程控制可編程、試驗曲線三軸（在同一圖形上同時顯示不同的試驗曲線）顯示、遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)等功能。

主要性能特點如下：

（2）運行環(huán)境：符合試驗要求

（3）軟件界面友好，操作簡單，設(shè)置靈活，能按國家相關(guān)試驗標(biāo)準(zhǔn)自動連續(xù)平穩(wěn)加載，自動保載，自動采集數(shù)據(jù)、儲存、繪制包絡(luò)曲線，自動進(jìn)行支座徐變性能、拉伸性能的計算，自動生成并打印試驗報告，試驗數(shù)據(jù)可以轉(zhuǎn)儲并可追溯。

（4）試驗報告可編程：利用Excel*功能，可任意添加已編好的報告模板，系統(tǒng)自動提取有關(guān)的試驗信息，并將試驗結(jié)果和試驗曲線自動導(dǎo)入到Excel模板中，進(jìn)行預(yù)覽和打印，也可存儲為Excel文檔，也可存儲為htm、html網(wǎng)頁格式。

（5）多種控制模式：具有位移控制、力控制、應(yīng)力控制、應(yīng)變控制、恒負(fù)荷（蠕變）、恒應(yīng)變（松馳）等多種控制模式。

（6）具備三種試驗信息登錄：從上位機(jī)下載、手工錄入、Excel表格中導(dǎo)入。

（7）權(quán)限管理：管理員可根據(jù)不同層次的試驗人員分別開放對應(yīng)的軟件功能，以降低由于操作人員人為操作原因造成設(shè)備使用不正常。

（8）自行選擇參數(shù)單位：用戶可根據(jù)自己的需要設(shè)定相應(yīng)不同的單位，設(shè)定時只需給定與基本單位間的轉(zhuǎn)換系數(shù)，軟件可自動對所有采樣數(shù)據(jù)、結(jié)果計算、報告輸出等進(jìn)行單位之間的自動轉(zhuǎn)換。

（9）試驗過程數(shù)據(jù)和結(jié)果數(shù)據(jù)可導(dǎo)出：Text文本文件、Excel文件、Access數(shù)據(jù)庫。

（10）圖形分析：在圖形上標(biāo)注所測數(shù)據(jù)項的位置，并用不同的顏色繪制諸如彈性模量、規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度、定伸強(qiáng)度等數(shù)據(jù)作圖線。

（11）圖形存儲：試驗曲線可存儲為bmp、emf、jpg、gif、htm、pcx等圖片格式。

8.設(shè)備正常工作的環(huán)境條件及要求

（1）室溫: 0℃～35℃；

（2）濕度:  ≤80%；

（3）工作電源：三相380V±10﹪ 50HZ

（4）設(shè)備使用電源總功率:≤55KW

（5）計算機(jī)電源：單相220V±10%  50HZ  單獨接入

9、預(yù)留端口要求

（1）預(yù)留橡膠支座的400噸剪切、200噸轉(zhuǎn)角試驗拓展位置。便于日后拓寬實驗功能。

（2）預(yù)留高溫環(huán)境試驗跨度，高溫實驗系統(tǒng)具備《計算機(jī)軟件著作權(quán)證書》。日后為建筑材料火災(zāi)模擬試驗做技術(shù)保障。投標(biāo)人須提供計算機(jī)軟件著作權(quán)證書復(fù)印件佐證。（評審項21）

10、基礎(chǔ)處理及相關(guān)配套要求

（1）投標(biāo)人負(fù)責(zé)設(shè)備安裝、調(diào)試、培訓(xùn)、土建（含水電）施工，交鑰匙工程。

（2）設(shè)備基礎(chǔ)使用5年內(nèi)累計沉降不超過3mm，試驗機(jī)基座累計沉降不超過3mm。