結(jié)構(gòu)工程梁柱教學(xué)虛擬仿真試驗系統(tǒng)

濟南恒樂興科儀器有限公司

 一、產(chǎn)品簡介

    結(jié)構(gòu)工程梁柱教學(xué)試驗系統(tǒng)主要用于模擬現(xiàn)實中混凝土梁、板、柱、道路、橋梁加載試驗和土木工程相關(guān)專業(yè)科研試驗，可方便對橋梁、混凝土梁，鋼結(jié)構(gòu)桁架等構(gòu)件進行結(jié)構(gòu)性能試驗，也可進行柱類、梁類、桁架類、框架類、節(jié)點類試驗。采用自平衡設(shè)計理念，安裝時無需反力地槽。普遍應(yīng)用于構(gòu)件的靜態(tài)力學(xué)性能試驗，包括拉伸、壓縮、彎曲、低周疲勞等試驗。廣泛應(yīng)用于本科教學(xué)試驗和小型科研試驗。

  1、鋼筋混凝土梁虛擬受彎試驗

  2、鋼筋混凝土正截面純彎試驗

  3、鋼筋混凝土梁正截面抗彎試驗可選適筋梁、少筋梁、超筋梁等三種試驗試件

 4、鋼筋混凝土短柱受壓虛擬試驗

 5、鋼結(jié)構(gòu)柱軸心受壓虛擬試驗

 6、鋼結(jié)構(gòu)柱壓桿穩(wěn)定試驗可選H型鋼、T型鋼試驗試件

 7、鋼筋混凝土梁四點彎曲仿真試驗

二、方案描述

結(jié)構(gòu)工程梁柱教學(xué)試驗系統(tǒng)主要由自平衡門式反力架、分離式加載油缸、手動加壓泵站、自反力錨固裝置、關(guān)節(jié)支座、位移計、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)試驗系統(tǒng)-技術(shù)特點

1. 主機為H型框架式結(jié)構(gòu)，300kN加載油缸置于主橫梁。

2. 設(shè)計水平承載力300kN，過載能力150%。

3. 加載油缸可通過移動滑板調(diào)整，方便對不同點位加壓。

4. 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。

5. 加載油缸前端配有關(guān)節(jié)支座，在試樣不平整時，方便自動找正。

6. 加載點，配有固定拉桿和固定板，試驗時將立柱與加載油缸牢牢的固定在一起，防止滑動。

7. 負荷傳感器安裝在水平加載油缸前端，用于測量試驗負荷。負荷傳感器采用高精度輪輻式拉壓力傳感器。

8. 反力架配有分配梁，方便對試樣做四點彎曲試驗。

9. 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)剛度及試驗過程中豎梁保持鎖止不動。

10. 配備油缸約束構(gòu)件，滿足對高度調(diào)整時油缸位移約束的要求；

11. 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(yīng)力；

12. 配備連接的錨桿，錨桿材質(zhì)選用優(yōu)質(zhì)合金鋼，并進行熱處理和發(fā)黑處理；數(shù)量為使用量的120%，方便后期更換。

13. 主要安裝面預(yù)留安裝接口及功能擴展接口。

14. 主基座大梁采用箱型截面設(shè)計，跨中承載力300kN，撓度

15. 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)，各連接面均進行機加工。

16. 采用E5003～E5016 系列焊條焊接。

四、鋼筋混凝土梁虛擬受彎試驗仿真軟件介紹

結(jié)構(gòu)工程梁柱教學(xué)試驗虛擬仿真系統(tǒng)

建立實驗室三維環(huán)境，包括實驗設(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：試驗框架與恒樂興科真實框架*、支座、支墩、混凝土小梁、位移計、載荷均布梁、千斤頂、加力裝置。

結(jié)構(gòu)工程梁柱教學(xué)試驗虛擬仿真系統(tǒng)

 2、熱點提示：在設(shè)備上方顯示名稱標(biāo)簽，可控制顯隱。
3、漫游行走：用戶可以在三維實驗室自由漫游行走，支持360°自由漫游，前進、后退、左行、右行、上升、下降、視角自由控制，可多角度觀察試驗設(shè)備及零件；

4、 交互實驗：虛擬實驗基于虛擬環(huán)境、虛擬儀器、虛擬材料等要素，模擬實驗項目，可以通過鼠標(biāo)、鍵盤等操作實驗要素，進行模擬實驗。采用三維互動、三維漫游、三維動畫及平面元素等多種構(gòu)建虛擬仿真實驗教學(xué)內(nèi)容。系統(tǒng)具有碰撞檢測功能。
5、 實驗提示：提示欄顯示實驗步驟及注意事項。
6、 現(xiàn)象及數(shù)據(jù)模擬：實驗過程中現(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)點局域網(wǎng)機房版；本系統(tǒng)提供1套單機版軟件，可在普通計算機上運行。

8、具體實驗步驟：
本實驗旨在通過計算機軟件對鋼筋混凝土梁（包括超筋梁、適筋梁、少筋梁）的純彎試驗進行仿真模擬。整個過程通過調(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。

單擊開始實驗，三維場景自動更新，根據(jù)實驗流程，通過鼠標(biāo)、鍵盤安裝實驗裝置、調(diào)整實驗參數(shù)，系統(tǒng)自動計算，顯示實驗現(xiàn)象。

教學(xué)模式：包含實驗原理介紹、實驗?zāi)康慕榻B，經(jīng)典試件制作演示、設(shè)備裝配演示、試驗加載演示、對應(yīng)數(shù)據(jù)及曲線展示；實操模式能進行互動操作

步驟：

*步為試件設(shè)計。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）、長細比、混凝土強度等參數(shù)分別設(shè)計。

第二步為應(yīng)變片黏貼。從右側(cè)工具欄中選擇工具，拖動到合適位置。

第三步為開始加載。通過點擊力加載按鈕，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，實驗顯示也會不同，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。

第四步為實驗報告。

9、考核模式：隨機抽取題庫中的10道選擇題，并能互動實操考核評分。

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