一、綜合測試底座平臺系統
1)底座平臺:平臺尺寸約3000X1000X800mm,受力結構材質為306不銹鋼,非受力部分構件鋁合金結構,平臺預埋風道和電纜通道。所用電纜內裝,具用漏電保護功能,耐沖電壓6KV。內置平臺安全狀態監測保護系統,液晶顯示,具用聲光報警功能。
2)功能顯示器:長條工業顯示器,顯示區域600X114mm;視角上下89/89度,左右89/89度。
3)附屬結構:墩臺、支座、橋墩、傳感器支架等采用準模塊化設計,306不銹鋼CNC加工。構件采用承載型導軌安裝,可根據需要時行組態試驗,導軌采用 SBR鋁托光軸重型滑軌直線導軌,內置鎖緊、定位、不傷軸式非接觸鎖軌。
4)傳感系統:支座力傳感器8只,材質306不銹鋼,精度±0.1%FS、支座升降平臺8只,精度0.01mm、三維力傳感器2只,材質306不銹鋼,精度±0.1%FS、激光位移傳感器12只精度0.01mm、數字式溫濕度傳感器4只精度0.01℃。
5)數據采集系統:采集系統嵌入底座平臺內,采用隔離式輸入放大器,動態范圍160Db,32位AD放大器、采集模塊內部集成同步與供電、快裝卡扣層疊設計,模擬量測量通道32路、數字傳感器通道16路、脈沖信號通道8路。傳感器接頭采用LEMO接頭。采集儀搭載HART接口的環路供電型現場儀表電路。工業路由器可與主結構模塊進行組網通訊并支持2.4G/5.8G無線數據交換。
6)車輛系統:
車輛采用306不銹鋼數控CNC加工;車輛軸重、軸距可調、可模擬鐵路、輕軌、城-A、B,公路Ⅰ、Ⅱ,荷載,可組車隊模擬車輛和車道荷載;可進行0~1m/S的跑車試驗和跳車試驗;可與視頻、圖像捕捉模塊進行通訊,發射位移等觸發信號。
二、橋梁模型系統
1)橋梁模型包括:單跨簡支梁模型、三跨連續梁模型、三跨鐵路桁架橋模型、斜拉橋模型、下承式鐵路鋼管拱橋模型。
2)模型相似關系:全橋模型與實橋模型的相似關系、長度相似參數1/n、面積1/n^2 、彎曲剛度1/n^5 、自由扭轉剛度1/n^5 、密度1、單位質量1/n^2 、單位質量慣矩1/n^4 、拉伸剛度1/n^3 ,n取10~30。
3)材質:316不銹鋼、進口STRUC鋼樹脂、鋼索采用316不銹鋼,斜拉橋塔主受力部分采用鈦合金。
4)每個模型預埋全橋無線應變測點4~8個、無線振動 4~8個,±8g量程,精度±3mg,采可樣率4K、無線傾角4只,±10°量程,精度0.01°,溫度2~8只,精度0.01℃、傳感器采用不影響結構質量分布的MEMS微型芯片制作,體積不超9X8X5mm,質量不超20g,斜拉橋索力傳感器6只,材質306不銹鋼,精度±0.1%FS。
5)各模型中包含損傷測單元模擬結構剛度損傷、局部構件損傷、可模擬支座沉降變形位移、缺失等損傷等。
三、動力、風載系統
1)微型風洞:超靜音軸流式伺服風機,最大風量255m^3/H,風壓保持100m。
2)風壓傳感器:改進型熱膜風速計原理風壓傳感器4只,保證了低風速下的高精度, 量程0...1m/s。
3)風壓控制系統:采用MATRIX FLOW 軟件進行伺服風機控制,可模擬平均風作用、脈動風荷載并進行反饋控制。
四、視頻、圖像捕捉系統
1)堅固設計相機:符合GigE Vision標準2臺。接口標準:GIGE RJ45 或 ix Industrial? 以太網接口;動態范圍:12 bit分辨率:1,920×1,200 (2.3 MP)幀速率:48 fps視頻輸出格式:8-Bit Bayer (GB), 12-Bit Bayer Packed傳感器類型:Sony IMX249LQJ快門:全局規格:1/1.2 inch像素:水平: 5.86 μm, 垂直: 5.86 μm外觸發:是數字 I/Os:是快門: 30 μs 至 30 s溫度(操作環境): -5 °C 至 45 °C濕度(操作環境): 20 % 至 80 % 不凝結
2)主要功能:動態裂縫捕捉,裂縫識別功能,損傷量化識別,位移識別精度0.01mm。
3)處理系統:視頻和捕捉照片采用MATRIX IMAGING算法系統處理, 以樣本為根據的辨識功能,能區別大量不同對象;任意形狀的感興趣區域(ROIs);極快的形態和廣泛的子像素精度性方法;能以最大穩定性讀取條形碼及數據碼;處理極大的圖像(大于32k x 32k);自動操作數并行化(AOP);表面3D匹配,能在3D數據中找到局部變形的對象
五、交互教學仿真軟件系統
1)采用BIM+VR技術開發實現三維仿真環境模擬,具用漫游功能、演示功能、互動功能、提示功能、體驗功能。
2)采用采用MATRIX SHOW專業版軟件對橋梁模型同步試驗數據進行三維動畫時時顯示、交互式通訊,輸出EXCEL表格數據。
3)數字三維模型:單跨簡支梁模型、三跨連續梁模型、三跨鐵路桁架橋模型、斜拉橋模型、下承式鐵路鋼管拱橋模型。
4)軟件系統可與Midas仿真軟件,包括midas NFX、midas FEA等模塊進行數據交換,進行實驗和有限元理論比對分析。
5)VR虛實結合基本試驗:簡支梁橋荷載試驗、連續梁橋荷載實驗、橋梁撓度應力試驗、簡支梁影響線試驗、連續梁影響線試驗。
6) VR虛實結合高級試驗:斜拉橋荷載試驗、鋼管拱橋荷載試驗、橋梁動態力學效應試驗、風場效應試驗、結構損傷試驗、斜拉橋更換拉索試驗、鋼管拱更換吊桿試驗。
7)VR橋梁識圖數據庫: 包含主要橋梁形式的上部結構、下部結構、支座、附屬結構的三維構件BIM模型及仿真動畫,三維實影模型展示。
8)VR虛擬施工實驗:
采用Autodesk Revit Structure和Bentley軟件進行BIM建模,可以模擬各種常規橋上部結構、下部結構、附屬結構的BIM施工過程。具備三維實景模型、設計交底、景觀分析、拆遷分析、施工模擬、工程量統計及概算表功能。