3月2日上午，光明日報(bào)、中國新聞社、河南廣播電視臺、大河報(bào)、鄭州電視臺等十余家國內(nèi)主流媒體記者團(tuán)走進(jìn)河南交院工程技術(shù)集團(tuán)，進(jìn)行參觀采訪。
吸引記者們前來參觀采訪的是公司這項(xiàng)重大科研成果——超大力值多功能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)。2月26日，“超大力值多功能力學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究與裝備研發(fā)”科技成果評價(jià)會在公司召開，經(jīng)專家評審，認(rèn)定項(xiàng)目技術(shù)復(fù)雜、研制難度大、創(chuàng)新性強(qiáng)，整體達(dá)到國際先進(jìn)水平，其中單作動器超大力值大位移精準(zhǔn)加載控制技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
2月26日，“超大力值多功能力學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究與裝備研發(fā)”科技成果評價(jià)會會議現(xiàn)場。來到交院技術(shù)集團(tuán)，記者們參觀了公司玄武巖纖維科技展廳、橋梁下部結(jié)構(gòu)足尺缺陷綜合試驗(yàn)基地、全耐候鋼結(jié)構(gòu)足尺實(shí)驗(yàn)場，近距離觀摩了力學(xué)試驗(yàn)機(jī)。看到這些交通領(lǐng)域的高科技、大設(shè)備，記者們充滿了好奇，問題不斷。通過參觀了解，記者們對交通領(lǐng)域試驗(yàn)檢測的工作有了更深的了解，后續(xù)記者們將撰寫新聞報(bào)道，以饗讀者。（點(diǎn)擊文末可查看相關(guān)深度報(bào)道）
綠色高性能材料應(yīng)用技術(shù)交通運(yùn)輸行業(yè)研發(fā)中心主任邵景干向記者們介紹交院技術(shù)集團(tuán)
十余家主流媒體記者參觀公司玄武巖纖維科技展廳、橋梁下部結(jié)構(gòu)足尺缺陷綜合試驗(yàn)基地、全耐候鋼結(jié)構(gòu)足尺實(shí)驗(yàn)場，近距離觀摩力學(xué)試驗(yàn)機(jī)
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“超大力值多功能力學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng)”十問十答,什么叫超大力值多功能力學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng)？
超大力值多功能試驗(yàn)系統(tǒng)是由大型橋梁支座壓剪試驗(yàn)機(jī)、結(jié)構(gòu)抗壓試驗(yàn)機(jī)和彎曲試驗(yàn)機(jī)集成一體的力學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng)。超大力值多功能力學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng)有兩大特征。一是力值大，該系統(tǒng)校準(zhǔn)試驗(yàn)力值達(dá)到60MN（相當(dāng)于6000噸力值），額定試驗(yàn)力值為65MN，最大力值達(dá)72MN，大于60MN的力值為超大力值，因此本系統(tǒng)為超大力值試驗(yàn)系統(tǒng)。二是多功能，該系統(tǒng)的功能除一般的壓剪試驗(yàn)機(jī)具有的豎向承載力（壓縮）、摩擦系數(shù)（雙剪）、轉(zhuǎn)動性能（轉(zhuǎn)角）檢測功能外，還有動剪試驗(yàn)機(jī)具有的水平承載能力（單剪）以及柱式構(gòu)件抗壓性能、梁式構(gòu)件彎曲性能、節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)等功能，同時(shí)還可以用于建筑結(jié)構(gòu)力學(xué)驗(yàn)證試驗(yàn)，因而本系統(tǒng)為多功能試驗(yàn)系統(tǒng)。經(jīng)科學(xué)技術(shù)部西南信息中心查新中心查新，該系統(tǒng)采用的單缸大直徑作動器為目前國內(nèi)外最大的試驗(yàn)機(jī)用作動器。因而稱為多功能，通過調(diào)研和查新，國內(nèi)外也沒有發(fā)現(xiàn)功能如此之多試驗(yàn)機(jī)的文獻(xiàn)記錄。壓剪試驗(yàn)機(jī)是檢測產(chǎn)品或構(gòu)件豎向力學(xué)性能和承受恒定豎向力時(shí)發(fā)生剪切變形的水平力學(xué)性能和轉(zhuǎn)角性能的試驗(yàn)機(jī)。壓剪試驗(yàn)機(jī)不同于普通的力學(xué)試驗(yàn)機(jī)，它是在多種受力情況下檢測構(gòu)件性能的功能試驗(yàn)機(jī)。比如我們常見的萬能試驗(yàn)機(jī)，都是軸心受壓或受拉，而支座在受壓的同時(shí)，還受到水平力的作用以及在垂直面內(nèi)的轉(zhuǎn)動，因此支座的大部分性能都不能在普通的材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，必須采用專門的用于支座檢測的壓剪試驗(yàn)機(jī)方能檢測。壓剪試驗(yàn)機(jī)有雙剪試驗(yàn)機(jī)和單剪試驗(yàn)機(jī)兩種。早期的壓剪試驗(yàn)機(jī)因受到資金和技術(shù)限制多為雙剪試驗(yàn)機(jī)，該試驗(yàn)機(jī)在進(jìn)行支座剪試試驗(yàn)時(shí)，需用兩個規(guī)格相同的支座同時(shí)進(jìn)行檢測，且只能檢測支座單一方向的剪切試驗(yàn)（我們知道，支座的變形實(shí)際上是雙向的）。而單剪試驗(yàn)機(jī)可以在對支座施加豎向力的同時(shí)，讓支座在水平方向進(jìn)行往復(fù)試驗(yàn)，因此單剪試驗(yàn)機(jī)主要用于減隔震支座和消能器的性能試驗(yàn)。由于單剪改變了主機(jī)架的受力情況，也使得單剪試驗(yàn)機(jī)要比雙剪試驗(yàn)機(jī)復(fù)雜的多，造價(jià)也要高許多。為什么要研發(fā)超大力值多功能力學(xué)性能系統(tǒng)？超大力值多功能力學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng)的主體是一套支座檢測用的壓剪試驗(yàn)機(jī)。橋梁支座是連接橋梁上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵傳力構(gòu)件，其質(zhì)量的好壞直接影響著橋梁的運(yùn)營安全與運(yùn)營壽命。隨著交通運(yùn)輸事業(yè)的快速發(fā)展，大跨徑橋梁越來越多，橋梁支座的承受荷載也越來越大。目前我國用于支座檢測的壓剪試驗(yàn)機(jī)多為20MN（相當(dāng)于2000噸力值）以下的設(shè)備，20MN以上的壓剪試驗(yàn)機(jī)卻寥寥無幾， 50MN以上的壓剪試驗(yàn)機(jī)更是屈指可數(shù)，且這些試驗(yàn)機(jī)的作動器均為多液壓缸結(jié)構(gòu)。根據(jù)規(guī)范要求，20MN的試驗(yàn)機(jī)僅能檢測設(shè)計(jì)承載力在12MN以下的盆式支座或球型支座，而現(xiàn)在的大型橋梁支座的設(shè)計(jì)承載力多在35MN~40MN之間，試驗(yàn)力達(dá)60MN~72MN之間，不能進(jìn)行足尺試驗(yàn)，通常采用縮尺等效法進(jìn)行檢驗(yàn)，但這種非直接試驗(yàn)會給橋梁安全帶來不確定性。因此研發(fā)超大力值壓剪試驗(yàn)機(jī)意義重大。你們?yōu)榱搜邪l(fā)超大力值多功能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)都做了哪些工作?
本項(xiàng)目于2019年由河南省交通運(yùn)輸廳立項(xiàng)，匯聚多專業(yè)技術(shù)力量組成研發(fā)團(tuán)隊(duì)，投入一千多萬元研發(fā)經(jīng)費(fèi)進(jìn)行研發(fā)。項(xiàng)目組行程1萬多公里，足跡遍布北京、上海、吉林、河北、山東、河南、陜西、湖北、江蘇、廣東等地，調(diào)研了20多家生產(chǎn)企業(yè)、研究院所、高等院校、檢測機(jī)構(gòu)，就加載方式擬定了單作動器、雙作動器、4作動器、5作動器等4種比對方案，舉辦了20多次論證會和研討會，最終確定采用大液壓缸徑單作動器加載方案。研發(fā)團(tuán)隊(duì)對結(jié)構(gòu)優(yōu)化、建模分析、加工工藝、液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、設(shè)備安裝等都進(jìn)行了充分的分析和研究，并提出了許多新的設(shè)計(jì)理念和發(fā)明創(chuàng)造，形成了一系列的研究成果：研制出了超大力值試驗(yàn)系統(tǒng)；發(fā)表SCI/EI收錄等核心論文10余篇；申請專利50余項(xiàng)，形成了壓剪機(jī)專利族。本項(xiàng)目經(jīng)第三方科技成果評價(jià)機(jī)構(gòu)評價(jià)為整體達(dá)到國際先進(jìn)水平，其中單作動器超大力值大位移精準(zhǔn)加載控制技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。本項(xiàng)目有哪些創(chuàng)新點(diǎn)？
（1）研發(fā)了單作動器力值最大（65MN）、缸徑最大（D:1750mm）、空間最大（豎向空間1300mm，活塞行程1200mm）、功能最多（拉、壓、單剪、雙剪、轉(zhuǎn)動、彎曲等）的試驗(yàn)機(jī)。經(jīng)國內(nèi)外查新，未發(fā)現(xiàn)以上內(nèi)容的文獻(xiàn)記錄。（2）創(chuàng)新開發(fā)了多維柔性復(fù)變受力狀態(tài)下主機(jī)多向反力框架的剛度及模態(tài)分析技術(shù)，探明了主體結(jié)構(gòu)變形規(guī)律，優(yōu)化了拓樸結(jié)構(gòu)，通過采取精準(zhǔn)變形補(bǔ)償措施，解決了剪切試驗(yàn)狀態(tài)下結(jié)構(gòu)受力不均勻的難題，保障了高精度運(yùn)行的穩(wěn)定性，提高了設(shè)備的安全性和耐久性。（3）在制造工藝方面，一是首次在大直徑活塞桿上采用了激光熔覆技術(shù)。激光熔覆技術(shù)是一種利用高能激光和冶金粉末材料對各類零件進(jìn)行合金強(qiáng)化處理的新興技術(shù)，它替代傳統(tǒng)的電鍍工藝，采用合成的不銹鋼粉末，通過激光熔覆工藝，在活塞桿基體材料上熔覆一層不銹鋼復(fù)合層，從而顯著改善基體材料表面的耐磨、耐蝕等性能，在經(jīng)過外圓磨削和拋光，活塞桿的表面粗糙度Ra0.4，公差精度f8級。液壓缸活塞桿表面不銹鋼粉末熔覆層有效厚度為0.5mm，硬度大于HRC53，耐腐蝕性能大于中性鹽霧試驗(yàn)2000小時(shí)，比傳統(tǒng)電鍍的耐用性和可靠性有了很大提高。二是首次將鑄造技術(shù)應(yīng)用于超大力值試驗(yàn)機(jī)的底座、橫梁、壓板等關(guān)鍵大型受力件，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的焊接件或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，達(dá)到構(gòu)件尺寸小、節(jié)省鋼材料、廢鋼利用、綠色低碳環(huán)保。（4）開發(fā)了大型特制螺紋立柱緊固鎖緊裝置，應(yīng)用微接觸理論，結(jié)合超聲波的彈性波特性，從理論及有限元分析兩方面研究獲得了超聲波在螺紋連接件中傳播時(shí)透射波的能量與螺柱軸向力的變化規(guī)律，形成的技術(shù)研發(fā)成果，可實(shí)現(xiàn)對裝備連接結(jié)構(gòu)中緊固鎖緊下底座與上橫梁的大型特制螺柱與螺母的連接狀態(tài)監(jiān)測。（5）采用了自主開發(fā)的數(shù)據(jù)采集卡和試驗(yàn)控制軟件，實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)替代。研發(fā)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過近3年的努力，主要完成以下成果：（1）實(shí)體設(shè)備：研發(fā)成功了超大力值試驗(yàn)機(jī)一套，系統(tǒng)額定壓力為28MPa，工作試驗(yàn)力可達(dá)65MN，當(dāng)工作壓力為25MPa時(shí)，工作試驗(yàn)力為60 MN，系統(tǒng)最大壓力31Mpa時(shí)，工作性能力可達(dá)72MN。（2）論文發(fā)表：在國內(nèi)外期刊上發(fā)表SCI/EI收錄等核心論文10余篇。（3）專利申報(bào)：申報(bào)各種專利50余項(xiàng)。（4）軟著申報(bào)：申請軟件著作權(quán)10余項(xiàng)。經(jīng)第三方評價(jià)結(jié)構(gòu)評價(jià)，達(dá)到了什么水平？2月26日下午，“超大力值多功能力學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究與裝備研發(fā)”科技成果評價(jià)會在河南交院工程技術(shù)集團(tuán)有限公司召開。由中國工程院院士、浙江大學(xué)教授楊華勇任組長，長征十一號運(yùn)載火箭總設(shè)計(jì)師、清華大學(xué)首席科學(xué)家、研究員彭昆雅，河南省交通運(yùn)輸廳二級巡視員、教授級高級工程師李強(qiáng)為副組長的專家團(tuán)隊(duì)，對河南交院工程技術(shù)集團(tuán)有限公司立項(xiàng)建設(shè)的科技成果進(jìn)行了評價(jià)。該項(xiàng)目在四個方面取得了突破，一是研制了超大力值壓、拉、雙剪、單剪、轉(zhuǎn)動力矩、擬靜力、60MN及20MN單雙剪等多功能于一體的試驗(yàn)裝備；二是揭示了主體結(jié)構(gòu)變形規(guī)律，建立了多維柔性復(fù)變受力狀態(tài)下主機(jī)多向反力框架的剛度及模態(tài)分析模型；三是發(fā)明了超大力值、大位移精準(zhǔn)加載控制技術(shù)，突破了單作動器超大力值、大位移加載技術(shù)瓶頸，克服了多作動器協(xié)同控制難題；四是發(fā)明了大型專用螺紋多立柱緊固鎖緊裝置，研發(fā)了基于超聲波的螺紋預(yù)應(yīng)力檢測技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了緊固鎖緊連接狀態(tài)監(jiān)測。專家團(tuán)隊(duì)認(rèn)定：該項(xiàng)目技術(shù)復(fù)雜、研制難度大、創(chuàng)新性強(qiáng)，整體達(dá)到國際先進(jìn)水平，其中單作動器超大力值大位移精準(zhǔn)加載控制技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。該項(xiàng)目有哪些后續(xù)研發(fā)計(jì)劃？項(xiàng)目組在已有成果基礎(chǔ)上再接再勵，力爭在以下幾個方面實(shí)現(xiàn)突破：（1）對于動態(tài)壓剪試驗(yàn)，受到電氣負(fù)荷的限制影響，動態(tài)試驗(yàn)頻率有待提高，在后續(xù)條件許可的情況下，研發(fā)提高動態(tài)剪切試驗(yàn)頻率，擴(kuò)展試驗(yàn)機(jī)的檢測范圍。（2）繼續(xù)進(jìn)行超大力值傳感器的研發(fā)工作，克服量值傳遞的關(guān)鍵技術(shù)難題，力爭研制出100MN以上標(biāo)準(zhǔn)器或測力傳感器。（3）對設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化，采用自行研制的100MN以上傳感器，研發(fā)出更高可靠性、更高精度、更大力值、世界領(lǐng)先的100MN以上的試驗(yàn)機(jī)，成為國之重器。（4）繼續(xù)深化研究，加強(qiáng)推廣應(yīng)用，加快項(xiàng)目成果轉(zhuǎn)化效率和規(guī)模；申報(bào)河南省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎或河南省技術(shù)發(fā)明一等獎。如何推進(jìn)項(xiàng)目轉(zhuǎn)化與推廣？（1）將研究成果應(yīng)用于新產(chǎn)品的制造，目前已開始研發(fā)力值在70MN以上的單作動器試驗(yàn)機(jī)，并在為100MN試驗(yàn)機(jī)單作動器進(jìn)行技術(shù)儲備。（2）通過該項(xiàng)目成果轉(zhuǎn)化，3年內(nèi)將形成10000kN～100000kN減隔震裝置檢測設(shè)備產(chǎn)業(yè)化示范基地，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值3億元，利稅3000萬元，并為我國檢測行業(yè)提供30多套檢測設(shè)備，3年內(nèi)新增檢測費(fèi)1.5億元，滿足國內(nèi)減隔震支座10％以上市場需求，為我國大型橋梁支座及減隔震技術(shù)發(fā)展提供強(qiáng)有力的支撐。（3）通過河南交院工程技術(shù)集團(tuán)有限公司對社會進(jìn)行檢測服務(wù)，年產(chǎn)值1000萬元以上。（4）利用河南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院及河南交院工程技術(shù)集團(tuán)有限公司科研平臺多的優(yōu)勢，利用該設(shè)備進(jìn)行科研工作，同時(shí)為省內(nèi)外高校、科研機(jī)構(gòu)提供大力值檢測服務(wù)。
