结构工程梁柱教学试验系统

一、产品简介

    结构工程梁柱教学试验系统主要用于模拟现实中混凝土梁、板、柱、道路、桥梁加载试验和土木工程相关专业科研试验，可方便对桥梁、混凝土梁，钢结构桁架等构件进行结构性能试验，也可进行柱类、梁类、桁架类、框架类、节点类试验。采用自平衡设计理念，安装时无需反力地槽。普遍应用于构件的静态力学性能试验，包括拉伸、压缩、弯曲、低周疲劳等试验。广泛应用于本科教学试验和小型科研试验。

  1、钢筋混凝土梁虚拟受弯试验

  2、钢筋混凝土正截面纯弯试验

  3、钢筋混凝土梁正截面抗弯试验可选适筋梁、少筋梁、超筋梁等三种试验试件

4、钢筋混凝土短柱受压虚拟试验

5、钢结构柱轴心受压虚拟试验

6、钢筋混凝土梁四点弯曲仿真试验

二、方案描述

结构工程梁柱教学试验系统主要由自平衡门式反力架、分离式加载油缸、手动加压泵站、自反力锚固装置、关节支座、位移计、数据采集仪、传感器、显示仪表、分配梁、钢筋混凝土梁虚拟受弯试验仿真软件等其它必要的附件等组成。

三、结构工程梁柱教学试验系统-技术特点

1. 主机为H型框架式结构，300kN加载油缸置于主横梁。

2. 设计水平承载力300kN，过载能力150%。

3. 加载油缸可通过移动滑板调整，方便对不同点位加压。

4. 与基座连接处，采用自反力锚固装置，可紧紧扣住基座，保证反力架不滑移、不后撤；能够使加载力全部施加在试样上。

5. 加载油缸前端配有关节支座，在试样不平整时，方便自动找正。

6. 加载点，配有固定拉杆和固定板，试验时将立柱与加载油缸牢牢的固定在一起，防止滑动。

7. 负荷传感器安装在水平加载油缸前端，用于测量试验负荷。负荷传感器采用高精度轮辐式拉压力传感器。

8. 反力架配有分配梁，方便对试样做四点弯曲试验。

9. 反力架采用铰制螺栓固定式结构，保证反力架的结构刚度及试验过程中竖梁保持锁止不动。

10. 配备油缸约束构件，满足对高度调整时油缸位移约束的要求；

11. 各连接面进行精密机械加工，反力架整体进行退火处理，消除残余应力；

12. 配备连接的锚杆，锚杆材质选用优质合金钢，并进行热处理和发黑处理；数量为使用量的120%，方便后期更换。

13. 主要安装面预留安装接口及功能扩展接口。

14. 主基座大梁采用箱型截面设计，跨中承载力300kN，挠度

15. 所有钢构件均采用Q345B 结构钢，符合国标检测标准，各连接面均进行机加工。

16. 采用E5003～E5016 系列焊条焊接。

四、钢筋混凝土梁虚拟受弯试验仿真软件介绍

建立实验室三维环境，包括实验设备、设施三维模型。

1、 三维环境及模型技术要求
   主要设备模型：试验框架与恒乐兴科真实框架一致、支座、支墩、混凝土小梁、位移计、载荷均布梁、千斤顶、加力装置。

2、热点提示：在设备上方显示名称标签，可控制显隐。
3、漫走：用户可以在三维实验室自由漫走，支持360°自由漫游，前进、后退、左行、右行、上升、下降、视角自由控制，可多角度观察试验设备及零件；

4、 交互实验：虚拟实验基于虚拟环境、虚拟仪器、虚拟材料等要素，模拟实验项目，可以通过鼠标、键盘等操作实验要素，进行模拟实验。采用三维互动、三维漫游、三维动画及平面元素等多种构建虚拟仿真实验教学内容。系统具有碰撞检测功能。
5、 实验提示：提示栏显示实验步骤及注意事项。
6、 现象及数据模拟：实验过程中现象变化及数据变化。
7、 软件版本本系统提供一套50节点局域网机房版；本系统提供1套单机版软件，可在普通计算机上运行。

8、具体实验步骤：

本实验旨在通过计算机软件对钢筋混凝土梁（包括超筋梁、适筋梁、少筋梁）的纯弯试验进行仿真模拟。整个过程通过调整梁的配筋率、截面尺寸、加载速率等参数观察梁体在不同参数下的弯曲破坏形式。

单击开始实验，三维场景自动更新，根据实验流程，通过鼠标、键盘安装实验装置、调整实验参数，系统自动计算，显示实验现象。

教学模式：包含实验原理介绍、实验目的介绍，经典试件制作演示、设备装配演示、试验加载演示、对应数据及曲线展示；实操模式能进行互动操作

步骤：

步为试件设计。学生可以根据自身需要，就截面（形状、尺寸）、（相对）偏心距、配筋率（纵筋、箍筋）、长细比、混凝土强度等参数分别设计。

第二步为应变片黏贴。从右侧工具栏中选择工具，拖动到合适位置。

第三步为开始加载。通过点击力加载按钮，对梁加力，显示数据曲线，以及梁的破坏现象。根据参数设置的不同，实验显示也会不同，可以模拟少筋梁、适筋梁、超筋梁从加载开始、开裂及破坏全过程、显示裂缝的发生和开展。

第四步为实验报告。

9、考核模式：随机抽取题库中的10道选择题，并能互动实操考核评分。