Симулятор трехосного землетрясения и ударной нагрузки

Имитатор ) трехосных землетрясений и ударов ( TESS экспериментальный трехмерный «вибрационный стол» используется для проверки способности систем и объектов выживать в реалистичных условиях ударов и вибраций, вызванных оружием, а также землетрясений . TESS выполняет самые разнообразные функции по тестированию, включая тестирование ударостойкости компьютерного оборудования (показано ниже), компьютерных полов и систем противоударной изоляции на военных объектах; изучение поведения моделей и компонентов строительных конструкций в сейсмических условиях с акцентом на пути повышения сейсмостойкости стальных, железобетонных и каменных конструкций; подвергание полноразмерных электронных систем воздействию смоделированных транспортных и сейсмических условий; и определение воздействия вибрации корабля на военно-морские системы.

Расположение

TESS расположен в Шампейне, штат Иллинойс , и управляется Лабораторией (CERL) Центра инженерных исследований и разработок армии США (ERDC строительных инженерных исследований ). CERL — одна из семи лабораторий ERDC, а ERDC входит в состав Инженерного корпуса армии США. CERL, являясь партнерским агентством Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне , уже давно работает в партнерстве с одним из самых уважаемых исследовательских и инженерных институтов страны. Эта синергия предоставляет клиентам TESS доступ к дополнительным передовым исследовательским возможностям и междисциплинарному техническому опыту.

Технические характеристики

В двухосном режиме эта уникальная двухрежимная установка для испытаний на удар и вибрацию имитирует широкий диапазон переходных ударных вибраций, типичных для военного применения, требующего больших ускорений в широком диапазоне частот с умеренно тяжелыми испытательными образцами. В трехосном режиме он может моделировать различные вибрационные условия, включая землетрясения и случайные вибрации, а также каротажное исследование и резонансный поиск. В этом режиме TESS может тестировать более крупные образцы в больших диапазонах смещений, более типичных для сейсмических колебаний. TESS сочетает в себе высокую грузоподъемность с широким диапазоном частот, высокие характеристики ускорения , широкий диапазон смещений и одновременное независимое управление до трех осей вибрации. Двухосные характеристики рассчитаны на полезную нагрузку 12 000 фунтов, а трехосные — на полезную нагрузку 120 000 фунтов. Полезную нагрузку большего размера можно тестировать при более низких уровнях ускорения, а полезную нагрузку меньшего размера можно тестировать при ускорении, вдвое превышающем номинальное.

Система сбора данных

• 128-канальная система сбора данных (с возможностью расширения до 512 каналов в будущем)
• Скорость записи на диск 50 000 выборок в секунду
• Фильтр выборки и хранения и фильтр сглаживания на каждом канале для предотвращения искажения времени и устранения высокочастотного шума и эффектов наложения спектров.
• Программное обеспечение объединяет все данные о выполнении тестов, документацию, данные испытаний и информацию об управлении данными в общую базу данных для каждого выполненного теста.

Преимущества

TESS предоставляет возможность тестировать оборудование и модели конструкций различных размеров в контролируемых, реалистичных ударных, сейсмических и вибрационных условиях, которые экономически невозможно произвести в полевых испытаниях. Интегрированные аналоговые и цифровые системы обеспечивают возможность измерения и анализа больших объемов данных результатов испытаний с использованием различных процедур временного и частотного анализа. TESS может независимо управлять тремя осями одновременно. Это обеспечивает более реалистичное моделирование реальных вибрационных условий без необходимости делать инженерные предположения относительно результатов испытаний по невозбуждаемым осям.

Области исследований

TESS чаще всего используется в четырех областях исследований:

1. Оценка объекта. Например, TESS использовался для исследования влияния гибких диафрагм на каменные здания, подверженные сейсмическим движениям.
2. Реабилитация зданий. TESS использовался для исследования применимости модифицированных композитных систем из армированного волокном полимера (FRP) для укрепления неармированных стен, изготовленных из бетонной кладки или глиняного кирпича.
3. Проектирование и строительство новых объектов. Эти проекты связаны с сейсмическим проектированием новых объектов, например, для исследования поведения холодноформованных сдвиговых панелей при моделируемой сейсмической нагрузке.
4. Разработка квалификации и модернизации оборудования. TESS используется для исследования уязвимости критического оборудования, подверженного сейсмическим и ударным нагрузкам, а также для разработки технологий модернизации для защиты оборудования.

Пример исследования с использованием TESS

CERL провела испытания модели опоры моста из геосинтетического армированного грунта (GRS) весом 250 000 фунтов для Университета Висконсина-Милуоки при финансовой поддержке Федерального управления шоссейных дорог. Это самая крупная модель, когда-либо испытанная на симуляторе трехосных землетрясений и ударов CERL (TESS). Часть модели, опирающаяся на TESS, составляла 205 000 фунтов, и эта большая масса создавала уникальные проблемы и проблемы с контролем, такие как чрезмерный наклон при продольных испытаниях. Модель была успешно протестирована с помощью синусоидальных и синусоидальных движений до уровней, вызывающих значительный ущерб. Было записано почти 100 каналов данных от датчиков ускорения, перемещения, деформации и давления. Исследователи из Университета Висконсин-Милуоки будут использовать эти данные для оценки своих аналитических моделей и способности этой системы опор моста GRS для строительства в районах с высокой сейсмичностью. Университет Висконсина-Милуоки надеется получить финансирование для испытаний второго образца с двухосными боковыми и вертикальными движениями после землетрясения Эль-Центро 1940 года.

Внешние ссылки

• Страница возможностей TESS на веб-сайте CERL армии США