Onafhanklike toetsverslag

Verslag No.: BCTT-2026-TR-0429
Datum van Uitreiking: Maart 29, 2026
Produk Reeks: Bionies & Gekamoefleerde boomkommunikasietorings
kliënt: [jielian staaltoring co., Ltd ]
Toetsliggaam: Internasionale Laboratorium vir Infrastruktuur & Kommunikasiestrukture (ICSL)
Tipe toets: Tipe Eksamen + Spesiale prestasie-evaluering

ek. Toetsoorsig en omvang

Sistematiese toetsing is uitgevoer in ooreenstemming met die volgende standaarde: TIA-222-H (Strukturele Standaarde vir Telekommunikasie-industrie), OVK 61400-6 (Windweerstand en moegheid), ASTM B117 (Soutsproeikorrosie), ISO 4892-2 (UV-veroudering), en EN 300 019 (RF Deursigtigheid). Die toetsprogram het gestrek 14 weke, wat fabriek vooraf saamgestelde monsters dek (hoogtes van 12m tot 40m) en in diens torings geleë in drie verskillende klimaat sones.

II. Strukturele meganika en lasdraende prestasietoetse

2.1 Statiese lastoets

'n 30m hoë Bionic Tree Communication Tower (eikehout-nabootsende konfigurasie) is onderworpe aan 'n kombinasie van vertikale en horisontale ladings volgens die mees ernstige eindgrenstoestand (1.2 × werklading + 1.6 × windlading). Die hoofkolommateriaal was S460ML-staal (gemete opbrengssterkte 483 MPa). Terwyl 'n top antenna loonvrag van 1850 kg (6 sektor antennas + 3 Rrus) toegepas is, 'n laterale krag gelykstaande aan a 55 m/s windspoed is gelyktydig toegepas op twee derdes van die toringhoogte. Die gemete horisontale verplasing by die toringtop was 287 mm, dit wil sê, H/104, wat minder is as die H/70 gespesifiseer in TIA-222-H. Die oorblywende vervorming na aflaai was 0.8 mm, wat volledig elastiese gedrag aandui. Die voorladingverlieskoers van die basisflensboute was slegs 1.2%, voldoen aan vereistes.

2.2 Moegheid Lewe Analise

Sinusvormige frekwensie-sweep-opwekking (0.5 Hz - 5 Hz) is toegepas om wind-geïnduseerde vibrasies oor 'n ekwivalente tydperk van 30 jaar te simuleer. Die reënvloei-telmetode gekombineer met Miner se lineêre kumulatiewe skadereël is gebruik. Die berekende kumulatiewe skadefaktor D was 0.28, ver onder 1.0, wat 'n werklike uitputtingslewe impliseer 100 jaar. Warmpuntspannings by kritieke sweislasse is ontleed deur gebruik te maak van 'n eindige element submodel; die maksimum warmkol-stresreeks was 78 MPa, ver onder die moegheidslimiet van S460ML (210 MPa).

2.3 Laai oortolligheid van bioniese takstrukture

Uittrektoetse is op die CFRP-bladtakke van die palmtoring uitgevoer: 'n enkele tak het weerstaan 1.2 kN trekkrag voor mislukking, terwyl die werklike werkslas (insluitend antenna selfgewig, ys aanwas, en windsuiging) slegs is 0.3 Masjinerie- en Beroepsveiligheidswet van die Republiek van Suid-Afrika wat vir die doel van hierdie kontrak in Namibië van toepassing sal wees, wat 'n veiligheidsfaktor van gee 4.0. Die kogelgewrigverbindings tussen blaarblare en die stam is onderworpe aan 500,000 sikliese bewegings; na toetsing, die slytasiediepte was onder 0.05 mm met geen funksionele agteruitgang nie.

Iii. Windtonnel en aëro-elastiese toetse

3.1 Vergelykende sleepkoëffisiënttoets

Vier konfigurasies is getoets in 'n grenslaag windtonnel by 1:10 skaal: konvensionele silindriese monopool, hoek-staal tralietoring, Bionic Tree Tower (breëblaar tipe), en Bionic Palm Tower. Die toetse is uitgevoer by Reynolds getal Re = 2.5×10⁵ (wat ooreenstem met 'n 40m hoë toring in 'n 15 M/S Windspoed). Resultate word in die tabel hieronder opgesom:

Die sleurkoëffisiëntvermindering vir die bioniese torings wissel van 37% om 48%, hoofsaaklik toegeskryf aan draaikolkfragmentasie deur die takke. Tyddomeinanalise toon dat die RMS-hysbakskommeling van die bioniese torings verminder word met 65%, wat die vermoeidheidslas op die struktuur aansienlik verminder.

3.2 Bepaling van aëro-elastiese stabiliteit

Volgens die Den Hartog-kriterium, galopstabiliteit is geëvalueer. Die galop-koëffisiënt

$\mathrm{\text{'}n}=\frac{d{C}_l}{da}+C_d$

'n=dadCl​​+Cd​ want die bioniese boomtoring is slegs negatief gevind wanneer die aanvalshoek α 18° oorskry het, terwyl die werklike windaanvalshoeke nie ±12° oorskry nie. vandaar, daar is geen galoprisiko nie. Vir die bioniese palmtoring, die aanpasbare draai van die CFRP fronds verhoog die kritieke windspoed tot 52 m / s.

IV. Kwantitatiewe assessering van kamoefleer- en simulasiedoeltreffendheid

4.1 Spektrale Ooreenstemming Analise

'n Multispektrale beeldstelsel (400–1000 nm) is gebruik om die bioniese torings met regte boomspesies te vergelyk (eikehout, palm, denne) onder sonnige, bewolk, en skemertoestande. Die strukturele ooreenkoms-indeks (JA) en kleurverskil ΔEab (HEMELa*b* spasie) bereken is. Die resultate is soos volg:

• Bioniese Breëblaarboomtoring: gemiddelde SSIM = 0.937, ΔE*ab = 2.3 (met die blote oog nie te onderskei nie)

• Bionic Palm Tower: SSIM = 0.958, ΔE*ab = 1.8

• Kamoefleerboomtoring (nie-vol bionies): SSIM = 0.842, ΔE*ab = 4.7 (aanvaarbaar op afstande >20m)

In die naby-infrarooi band (700–900 nm), regte blare vertoon hoë reflektansie as gevolg van chlorofil. Deur chroom-gedoteerde titaandioksiedpigmente by te voeg, die bioniese materiale het 'n NIR-reflektansie-passingsgraad van 91%–94% behaal, die voorkoming van die "swart boom"-anomalie onder hommeltuigverkenning.

4.2 Tekstuurdiepte en skadu-simulasie

'n Laserprofilometer het bastekstuur gemeet: die gemiddelde grofheid Ra van egte eikebas was 320 μm, terwyl dié van die bioniese bas was 308 μm, met soortgelyke putdigtheid (12–15 putte per cm²). Skadu projeksie toetse (kunsmatige sonligbron) het getoon dat die ligbreekpatroon aan die stamkant in wese ooreenstem met dié van regte bome, met 'n randgradiëntverskil van minder as 8%.

V. Materiaalduursaamheid en omgewingsaanpasbaarheid

5.1 Versnelde korrosie- en soutsproeitoets

'n 3000-uur neutrale soutbespuitingstoets is uitgevoer in ooreenstemming met ASTM B117 op die volgende monsters: kaal S460ML staalplaat, gegalvaniseerde + poliuretaan bedekte paneel, dupleks vlekvrye staal 2205 koepon, HDPE bas module, en CFRP-blad. Resultate:

• Kaal staal: erge rooi roes (>20% van gebied)

• gegalvaniseerde + poliuretaan: geen rooi roes nie, effense witroes (<1% van gebied), geen verlies aan adhesie nie

• Dupleks vlekvrye staal: heeltemal vry van korrosie

• HDPE bas: geen verkleuring nie, geen gekalf nie, Shore D-hardheid het afgeneem vanaf 68 om 65

• CFRP-blad: geen delaminering nie, glansbehoud 92%

Die ooreenstemmende mariene omgewing gradering: die deklaagstelsel bereik C5‑M (baie hoë korrosiwiteit vir mariene omgewings).

5.2 UV-veroudering en kleurvastheid

Volgens ISO 4892-2 (xenon lamp, 340 nm, 0.55 W/m², 102 minute lig / 18 minute water spuit), 1000 siklusse (ekwivalent aan 5 buitelug jare). Die kleurverskil ΔE*ab van die bioniese bas was 1.2, en treksterkte behoud was 96%. Die buigmodulus-retensie van CFRP-palmblare was 94%. Geen kryt of krake is waargeneem nie.

5.3 Uiterste temperatuur en termiese fietsry

Honderd siklusse tussen -40°C en +60°C is uitgevoer (6 uur per siklus). Die impaktaaiheid (Charpy V-kerf) van die strukturele staal afgeneem van 52 J hierdie 48 J (steeds hoër as die 40 J vereiste). Geen ontbinding het by die bas-staal-koppelvlak plaasgevind nie. Geen brosheid van die seëlpakkings is waargeneem nie.

Vi. RF-deursigtigheid en elektromagnetiese versoenbaarheid

6.1 Invoegingsverlies en terugkeerverlies

In 'n weerlose kamer, bioniese baspanele, CFRP-blare, en kunsmatige blare is voor 'n standaardversterkingshoringantenna geplaas (frekwensie reeks 700 MHz – 3.8 GHz). Invoeging verlies (S21) en opbrengsverlies (S11) gemeet is. Die resultate word in die tabel hieronder aangebied:

Alle invoegingsverlieswaardes is hieronder 0.6 db, voldoen aan 3GPP-vereistes vir radome. Opbrengs verlies is beter as 15 db (VSWR < 1.43), wat goeie impedansiepassing aandui en geen noemenswaardige refleksie nie.

6.2 Meerpadverstrooiingsimpakevaluering

Die bioniese boomtoring is in 'n realistiese stedelike mikroselmodel geplaas. Straalnasporingsimulasies het getoon dat die addisionele meerpad-komponentvertragingsverspreiding wat deur die takstruktuur veroorsaak word, slegs 5–8 ns was, wat geen negatiewe impak op 5G NR demodulasie prestasie het nie. Antennapatroonvervorming was minder as 1.2 db.

Vii. installasie, Onderhoud, en Lewensiklustoetsing

7.1 Akkuraatheid van installasie op die terrein en grondslagvereffening

Stigting nedersetting monitering (presisie nivellering) is uitgevoer op drie bioniese torings wat in diens was vir 24 maande. Die maksimum differensiële vereffening was 4.2 mm, ver onder die toelaatbare limiet van 15 mm. Die toring vertikaliteit afwyking was H/1500 (waar H = toringhoogte), beter as die ontwerplimiet. Herinspeksie van boutvoorbelasting het 'n maksimum verval van 6.2%, met geen losmaak nie.

7.2 Onderhoudsinspeksie en dienslewe van slytasieonderdele

Die interne toerusting kompartement (IP65 gegradeer) binne is die kattebak oopgemaak; geen kondensasie of stof is gevind nie. Kabelbuigradiusse het aan vereistes voldoen. Na twee jaar se windblootstelling, die kunsmatige blaarhegstukke het 'n losmaaktempo van minder as 0.3% per jaar. Dit word aanbeveel om seëlpakkings elke keer te vervang 5 jaar en pas die bolaag elke keer weer aan 8 jaar (slegs vir estetiese doeleindes).

VIII. Omvattende gevolgtrekking en sertifiseringsaanbeveling

Gebaseer op die sistematiese toetse hierbo beskryf, die Bionic & Camouflaged Tree Communication Tower-produkte blink uit in die volgende aspekte:

• Strukturele veiligheid: werklike veiligheidsfaktor van 1,8–2,2, moegheid lewe >100 jaar, beter as konvensionele torings.

• Aërodinamiese prestasie: sleepkoëffisiëntvermindering tot 48%, uiters lae risiko van draaikolk-geïnduseerde resonansie.

• Kamoefleerdoeltreffendheid: JA > 0.93, voldoen aan beide hommeltuig-gebaseerde en grondvlak-verbergingsvereistes.

• Duursaamheid: C5-M korrosie weerstand gradering, geen noemenswaardige agteruitgang na 1000 ure se UV-veroudering.

• RF Deursigtigheid: invoeging verlies < 0.6 db, met geen nadelige uitwerking op dekkingskwaliteit nie.

Aanbevole klassifikasie: Hierdie produkreeks is geskik vir stedelike sensitiewe gebiede, kus natuurskoon sones, ekologiese reservate, en hoëwindstreke, met 'n dienslewe van meer as 25 jare sonder groot opknapping. Dit word aanbeveel dat u maatskappy hierdie verslagnommer in tegniese spesifikasies verwys en die toetsdata-opsomming aan kliënte verskaf.

Toetshoofhandtekening: Dr. Elena V. Marchetti
Laboratorium gemagtigde ondertekenaar: Ing. J. S. Bhaskar
Toets liggaam seël: ICSL – Infrastruktuur & Kommunikasiestrukture Lab (geakkrediteer deur TÜV SÜD, CNAS L7890)