[发明专利]一种工程构件环境适应性试验系统及方法

权利要求书

1.一种工程构件环境适应性试验系统，其特征在于，所述系统的装置包括工作室（箱体）、空气调节室、风道系统、淋雨系统、盐雾系统、气氛导入系统、光照系统、气压控制系统、力学加载系统、传感器系统及环境仓总控系统，该试验系统还包括仿真系统，其中的仿真模块与上述装置的各部分相对应，用于对上述装置进行综合控制及数值建模，该仿真系统还包括边界条件、初始条件、试验程序的输入接口，可实现工程构件环境适应性试验的仿真模拟。

2. 根据权利要求1所述的试验系统，其特征在于，所述空气调节室包括加热器、制冷压缩机、制冷蒸发器、加湿盘、除湿蒸发器、空气搅拌装置与进、出风口，所述工作室内空气经风道系统进入空气调节室的空气搅拌装置，进而实现调节空气的作用；所述空气调节室连接所述气压控制系统可实现气压调节功能，所述气压控制系统包括单级或多级真空泵、气体管路、以及气压表、气压阀等气压控制元件；所述空气调节室内还设气体导入孔，可以从气氛导入系统中进行污染气氛的导入，所述气氛导入系统包括气体导入控制元件、气体混合室、气瓶、导气管，与总控系统中的气氛浓度控制系统及用于气氛浓度监测的气氛传感器相结合，实现环境适应性试验中污染性气氛的定量模拟。

3.  根据权利要求1所述的试验系统，其特征在于，所述箱体包括外壳、保温材料层、内壁材料层、排水系统、风栅、风板、门、观察窗及照明装置，为环境适应性试验的执行空间，其与淋雨系统相接，通过淋雨系统的水管及喷嘴以实现淋雨模拟功能，其与盐雾系统相接，通过盐雾系统的盐水液槽及管路、盐雾喷嘴实现盐雾模拟功能，其与光照系统相接，通过选择合适的光源以实现红外、紫外或全光谱的模拟或加速模拟功能；另外箱体上设置加载孔，通过密封部件与力学加载系统相接，在进行环境适应性试验的同时可对工件进行力学加载，实现环境模拟与力学加载的耦合。

4. 根据权利要求3所述的试验系统，其特征在于，所述箱体边界条件固定或可调，所述边界条件包括箱体形状及尺寸，内壁材料层、保温材料层及外壳的材质及厚度，送风速率与送风角度、送风口位置与尺寸等。

5.根据权利要求3所述的试验系统，其特征在于，所述盐雾系统包括盐水温控元件、喷雾控制元件、盐水液槽及管路、盐雾喷嘴，所述盐雾喷嘴直接布置在所述工作室内，通过选择喷嘴种类、合理设置喷嘴个数、位置，可在工作室内试验范围内实现盐雾的定量模拟；所述淋雨系统包括控温水箱、水管、喷嘴、水质测控系统、水泵及水压控制系统等，可实现不同强度和倾角降雨过程的模拟。

6.根据权利要求3所述的试验系统，其特征在于，所述光照系统包括光源、投射器、冷却水系统、固定或可移动灯架、以及电源，其中光源可根据光照模拟需求配置灯管规格、位置及数量，并可加装不同的滤光片，可实现以红外、紫外或全光谱的模拟或加速模拟功能。

7. 根据权利要求3所述的试验系统，其特征在于，所述力学加载系统包括加载孔密封部件、加载及控制系统、对于液压作动器需配油源及冷却系统。

8.根据权利要求1所述的试验系统，其特征在于，所述传感器系统包括温、湿度传感器、风速计、气氛传感器、雨量计、气压计、日照强度计，可安装在工作室或空气调节室内或根据不同的试验需求单独安装其中一种或几种的组合，安装位置、数量可调。

9.根据权利要求1所述的试验系统，其特征在于，其中仿真系统包括与装置各部分一一对应的温湿度、盐雾、淋雨、光照、气压、力学加载、送风等仿真模块；仿真系统还包括与环境仓对应的控制逻辑及控制参数的输入接口、对工作室、空气调节室及风道系统的数值建模、及结果输出演示系统等；仿真系统可实现以及工程构件环境适应性试验中环境仓内环境参数的仿真模拟。

10.一种工程构件环境适应性试验方法，其采用权利要求1-9之一的试验系统，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1）根据用户输入的环境仓的边界条件及测试样品的参数对环境仓及构件进行物理模型及数学模型的构建；

2）用户输入或测定环境箱内初始条件及试验流程；初始条件包括温度、湿度、气氛浓度、气压、降雨条件、光照条件、力学加载条件、以及风速等参数中一种或几种的有机组合，试验流程为上述各参数中一种或几种的变化范围及组合；

3）在所设定的初始条件及试验流程条件下，仿真系统可给出环境仓内，尤其是试验构件附近、表面及内部的环境影响参数三维动态模拟结果；

4）根据步骤3）的结果，对试验构件的环境适应性试验的结果进行预测，进一步指导工程构件环境适应性试验的方案设计，为用户合理布设试验过程参量测试监检测传感器等提供有力支撑，并有效支撑用户对工程构件测试结果的分析与讨论。