2000噸長柱壓力試驗機 試驗系統

2000噸長柱壓力試驗機 試驗系統

一、項目概況

本項目主要用于滿足對大型新建筑材料、金屬或非金屬結構件的壓縮、彎曲等測試功能要求。滿足0-4.5米大型結構件的壓力測試和1-4米大型結構件的彎曲測試。同時框架結構設計上對大型橡膠支座壓剪試驗做預留，對交通、建筑結構在高溫火災模擬試驗做空間設計預留。既滿足教學實訓用途，又適合進行科研試驗要求。國家有CCC強制性規定的產品還必須符合國家CCC強制性認證規定。本招標文件的內容若與國家或行業有關標準、規范有矛盾，則以國家或行業標準、規范為準，遇國家修改標準，自新標準施行之日起采用新標準。

二、技術和服務要求

（一） 產品制造和檢驗標準

1) GB/T3722-92《液壓式壓力試驗機》

2) GB/T 2611-2022 《試驗機通用技術要求》

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

4) JB/T8612-2015《電液伺服萬能試驗機》

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程》

7) GB/T50081-2019《普通混凝土力學性能試驗方法標準》

（二）技術參數

1、主體框架結構：四絲杠立柱框架結構。

（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：≥45#鋼；

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

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

（4）整機重量≥110噸（需提供各部件重量計算明細表證明）

2、液壓油缸

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

（2）加載速度：0-100mm/min，可調；

（3）油缸系統壓力：≤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%）（需提供整機試驗設備詳細有限元分析報告書佐證）；

（2）測量范圍：500～20000kN；

（3）準確度（誤差）：0.5級；負荷優于±0.5%F.S，位移優于±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結構鋼鍛造，預留多組絲孔，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結構鋼鍛造，上表面預留多組絲孔，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，采用減速電機驅動車輪等，采用無線遙控控制沿導軌移動，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

液壓系統包括智能伺服液壓源、伺服閥，以及油分配器、冷卻系統、油箱等。

（1）伺服電機：采用高精度的PID控制算法，分辨率不低于1/500,000之間；伺服電機通過編碼器反饋實現力、位移和變形的閉環控制；具有快速的動態響應能力，能夠實時調整輸出以適應試驗過程中的變化；能夠承受試驗機的負載，并在過載時提供保護功能；能與試驗機的控制系統、軟件和硬件兼容，確保無縫集成；采用自然冷卻。功率≥25kW；驅動器1套。

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

1）采用直動式伺服閥，為具有位置傳感器和線性力馬達的閥芯位移閉環控制，且通過集成電路板實現；2）通過具有高驅動力的永磁式線性力馬達直接驅動，無需先導油源，動態性能不受壓力影響；3）具有低滯環和高分辨率，液壓零位和接近液壓零位時低功耗；4）具備標準化的閥芯位置檢測信號，可通過此信號獲得系統運行情況，利于閥的維護；5）電氣零位調節，當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35MPa;7)分辨率﹤0.1%，階躍響應≦20ms，滯環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要求：油泵的最大輸出壓力達350bar（5000psi）以上,額定流量范圍可達到200L/min之間，轉速范圍通常在1200RPM到3000RPM之間；油泵采用電動驅動，通過電液伺服控制系統實現高精度的壓力和流量控制，精度通常在±0.5%到±1%之間；油泵的動態響應時間可達毫秒級別，能夠快速響應控制信號；油泵采用先進的過濾和密封技術，具有較強的抗污染能力；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：冷卻機1套。

（7）油箱容積：≥1000L。

（8）全封閉標準伺服油箱，距離1m位置測得的噪音≤70db。

6、量測控制系統

（1）測量控制系統包括測量系統、控制單元、試驗數據數據處理及顯示打印系統等。

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

1）控制器為64位內部處理器；64位測量分辨率，32位采樣和24位數模轉換器；

2）最高系統頻率可達10KHz；試驗頻率可達500HZ；可擴展模塊化設計；閉環控制和數采頻率可調；模擬信號分辨率可達±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）采樣頻率和數據傳遞速率以100µs(0.1毫秒)為基本單位可調；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；數字輸入/輸出 24V，8個；

7）串行傳感器接口，COM1（內置）；具有同步數據采集和運動控制功能；

8）控制器具有 PIDF 控制方式，能實現力、位移、等參數的閉環控制，三種控制方式可以平滑切換。 初始 PID 參數的自動設置：動態響應自適應控制系統。可連續自動更新 PID 參數，可自動補償試樣剛度的變化，保證系統運行在最佳控制狀態。

9）多個參數控制：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：試驗數據直接在 EDC 上顯示，控制指令由復合功能鍵輸入，通過 EDC 內裝的基 本數據分析處理程序，連接打印機后可輸出表格式控制和測量數據，有多種內嵌應用軟件供用戶選擇。

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只可長距離移動應變式位移計（輔）；測量系統預留5路模擬通道控制器（2路荷載傳感器通道和3路應變式引伸計通道）和3路數字通道（1路位移傳感器通道和2路大變形通道）。測量控制系統可以選擇其中任一路變形傳感器信號作為控制對象，進行變形控制。

（2）控制方式：全數字電液伺服閉環控制，可以進行試驗力控制（及應力控制）、位移控制，不同控制方式可以平滑切換，能夠實現等試驗力加載及試驗力保持、位移等速率加載及位移保持、等應變以及等應力加載等多種可選加載方式，并且在試驗過程中能夠實現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、顯示器、打印機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，并安裝了油壓、油溫數字顯示表，具有超壓、超溫、濾油器堵塞等報警功能。

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

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

7、試驗機軟件

（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、遠程聯網等功能。

主要性能特點如下：

（2）運行環境：符合試驗要求

（3）軟件界面友好，操作簡單，設置靈活，能按國家相關試驗標準自動連續平穩加載，自動保載，自動采集數據、儲存、繪制包絡曲線，自動進行支座徐變性能、拉伸性能的計算，自動生成并打印試驗報告，試驗數據可以轉儲并可追溯。

（4）試驗報告可編程：利用Excel強大功能，可任意添加已編好的報告模板，系統自動提取有關的試驗信息，并將試驗結果和試驗曲線自動導入到Excel模板中，進行預覽和打印，也可存儲為Excel文檔，也可存儲為htm、html網頁格式。

（5）多種控制模式：具有位移控制、力控制、應力控制、應變控制、恒負荷（蠕變）、恒應變（松馳）等多種控制模式。

（6）具備三種試驗信息登錄：從上位機下載、手工錄入、Excel表格中導入。

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

（8）自行選擇參數單位：用戶可根據自己的需要設定相應不同的單位，設定時只需給定與基本單位間的轉換系數，軟件可自動對所有采樣數據、結果計算、報告輸出等進行單位之間的自動轉換。

（9）試驗過程數據和結果數據可導出：Text文本文件、Excel文件、Access數據庫。

（10）圖形分析：在圖形上標注所測數據項的位置，并用不同的顏色繪制諸如彈性模量、規定非比例延伸強度、定伸強度等數據作圖線。

（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.設備正常工作的環境條件及要求

（1）室溫: 0℃～35℃；

（2）濕度:  ≤80%；

（3）工作電源：三相380V±10﹪ 50HZ

（4）設備使用電源總功率:≤55KW

（5）計算機電源：單相220V±10%  50HZ  單獨接入

9、預留端口要求

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

（2）預留高溫環境試驗跨度，高溫實驗系統具備《計算機軟件著作權證書》。日后為建筑材料火災模擬試驗做技術保障。投標人須提供計算機軟件著作權證書復印件佐證。（評審項21）

10、基礎處理及相關配套要求

（1）投標人負責設備安裝、調試、培訓、土建（含水電）施工，交鑰匙工程。

（2）設備基礎使用5年內累計沉降不超過3mm，試驗機基座累計沉降不超過3mm。