Rapport de test indépendant

Rapport n°: BCTT-2026-TR-0429
Date d'émission: C'est l'équipement idéal pour télescope ascendant 29, 2026
Série de produits: Bionique & Tours de communication en arbre camouflé
Client: [tour d'acier jielian co., ltd ]
Organisme de test: Laboratoire international des infrastructures & Structures de communication (ICSL)
Type d'examen: Examen de type + Évaluation spéciale des performances

je. Présentation et portée du test

Des tests systématiques ont été effectués conformément aux normes suivantes: TIA-222-H (Normes structurelles pour l'industrie des télécommunications), IEC 61400-6 (Résistance au vent et fatigue), ASTM B117 (Corrosion au brouillard salin), ISO 4892-2 (Vieillissement UV), et FR 300 019 (Transparence RF). Le programme de tests a duré 14 semaines, couvrant les échantillons pré-assemblés en usine (hauteurs de 12m à 40m) et des tours en service situées dans trois zones climatiques différentes.

II. Mécanique des structures et tests de performance portante

2.1 Test de charge statique

Une tour de communication en arbre bionique de 30 m de haut (configuration imitant le chêne) a été soumis à une combinaison de charges verticales et horizontales selon l'état limite ultime le plus sévère (1.2 × charge de travail + 1.6 × charge de vent). Le matériau principal de la colonne était l'acier S460ML (limite d'élasticité mesurée 483 MPa). Alors qu'une charge utile d'antenne supérieure de 1850 kg (6 antennes sectorielles + 3 RRUS) a été appliqué, une force latérale équivalente à un 55 La vitesse du vent en m/s a été appliquée simultanément aux deux tiers de la hauteur de la tour.. Le déplacement horizontal mesuré au sommet de la tour était 287 mm, à savoir, H/104, ce qui est inférieur au H/70 spécifié dans TIA-222-H. La déformation résiduelle après déchargement était 0.8 mm, indiquant un comportement entièrement élastique. Le taux de perte de précharge des boulons de la bride de base était seulement 1.2%, répondre aux exigences.

2.2 Analyse de la durée de vie en fatigue

Excitation par balayage de fréquence sinusoïdale (0.5 Hz – 5 HZ) a été appliqué pour simuler les vibrations induites par le vent sur une période équivalente de 30 ans. La méthode de comptage des flux de pluie combinée à la règle de dommages cumulatifs linéaires de Miner a été utilisée.. Le facteur de dommage cumulé D calculé était 0.28, bien en dessous 1.0, ce qui implique une durée de vie réelle en fatigue dépassant 100 années. Les contraintes des points chauds au niveau des soudures critiques ont été analysées à l'aide d'un sous-modèle d'éléments finis; la plage maximale de contrainte de point chaud était 78 MPa, bien en dessous de la limite de fatigue du S460ML (210 MPa).

2.3 Redondance de charge des structures de branches bioniques

Des tests d'arrachement ont été effectués sur les branches de fronde en CFRP de la tour à palmiers.: une seule branche a résisté 1.2 kN force de traction avant rupture, tandis que la charge de travail réelle (y compris le poids propre de l'antenne, accumulation de glace, et aspiration du vent) est seulement 0.3 Loi sur les machines et la sécurité au travail de la République d'Afrique du Sud qui, aux fins du présent contrat, sera applicable en Namibie, donnant un facteur de sécurité de 4.0. Les liaisons rotules entre les frondes et le tronc ont été soumises à 500,000 mouvements cycliques; après test, la profondeur d'usure était inférieure 0.05 mm sans dégradation fonctionnelle.

III. Essais en soufflerie et aéroélastiques

3.1 Test comparatif du coefficient de traînée

Quatre configurations ont été testées dans une soufflerie à couche limite à 1:10 échelle: monopôle cylindrique conventionnel, tour en treillis d'angle en acier, Tour d'arbre bionique (type à feuilles larges), et la tour Bionic Palm. Les tests ont été réalisés au nombre de Reynolds Re = 2,5×10⁵ (correspondant à une tour de 40 m de haut dans un 15 vitesse du vent m / s). Les résultats sont résumés dans le tableau ci-dessous:

La réduction du coefficient de traînée pour les tours bioniques va de 37% à 48%, principalement attribué à la fragmentation du vortex par les branches. L'analyse dans le domaine temporel montre que la fluctuation de la portance RMS des tours bioniques est réduite de 65%, réduisant considérablement la charge de fatigue sur la structure.

3.2 Détermination de la stabilité aéroélastique

Selon le critère Den Hartog, la stabilité au galop a été évaluée. Le coefficient de galop

$\mathrm{une}=\frac{\mathrm{ré}{C}_l}{\mathrm{ré}\mathrm{un}}+C_{\mathrm{ré}}$

une=réunréCl​​+Cré​ pour la tour de l'arbre bionique s'est révélé négatif uniquement lorsque l'angle d'attaque α dépassait 18°, alors que les angles d'attaque réels du vent ne dépassent pas ±12°. Par conséquent, il n'y a pas de risque de galoper. Pour la tour de palmier bionique, la torsion adaptative des frondes du CFRP augmente la vitesse critique du vent à 52 Mme.

IV. Évaluation quantitative de l'efficacité du camouflage et de la simulation

4.1 Analyse de similarité spectrale

Un système d'imagerie multispectrale (400–1000 nm) a été utilisé pour comparer les tours bioniques avec de vraies espèces d'arbres (chêne, palmier, pin) sous le soleil, couvert, et conditions crépusculaires. L'indice de similarité structurelle (OUI) et différence de couleur ΔEab (CIE La*b* espace) ont été calculés. Les résultats sont les suivants:

• Tour d'arbre à feuilles larges bioniques: SSIM moyen = 0.937, ΔE*ab = 2.3 (impossible à distinguer à l'oeil nu)

• Tour de palmier bionique: SSIM = 0.958, ΔE*ab = 1.8

• Tour d'arbre de camouflage (bionique non complet): SSIM = 0.842, ΔE*ab = 4.7 (acceptable à des distances >20m)

Dans la bande proche infrarouge (700–900 nm), les vraies feuilles présentent une réflectance élevée en raison de la chlorophylle. En ajoutant des pigments de dioxyde de titane dopés au chrome, les matériaux bioniques ont atteint un degré de réflectance NIR de 91 % à 94 %, prévenir l’anomalie de « l’arbre noir » grâce à la reconnaissance par drone.

4.2 Profondeur de texture et simulation d'ombre

Un profilomètre laser a mesuré la texture de l'écorce: la rugosité moyenne Ra de l'écorce de chêne véritable était 320 um, tandis que celle de l'écorce bionique était 308 um, avec une densité de fosses similaire (12–15 piqûres par cm²). Tests de projection d'ombre (source de lumière solaire artificielle) ont montré que le motif de cassure lumineuse sur le côté du tronc était essentiellement cohérent avec celui des arbres réels., avec une différence de pente de bord inférieure à 8%.

V. Durabilité des matériaux et adaptabilité environnementale

5.1 Test de corrosion accélérée et de brouillard salin

Un essai au brouillard salin neutre de 3 000 heures a été réalisé conformément à la norme ASTM B117 sur les échantillons suivants: plaque d'acier nue S460ML, galvanisé + panneau enduit de polyuréthane, duplex en acier inoxydable 2205 coupon, Module d'écorce en PEHD, et fronde CFRP. Résultats:

• Acier nu: rouille rouge sévère (>20% de superficie)

• Galvanisé + polyuréthane: pas de rouille rouge, légère rouille blanche (<1% de superficie), aucune perte d'adhérence

• Acier inoxydable duplex: totalement exempt de corrosion

• Écorce de PEHD: pas de décoloration, pas de farinage, La dureté Shore D a diminué de 68 à 65

• Fronde CFRP: pas de délaminage, rétention de brillance 92%

La notation du milieu marin correspondante: le système de revêtement atteint C5‑M (très haute corrosivité pour les milieux marins).

5.2 Vieillissement aux UV et solidité des couleurs

Selon l'ISO 4892-2 (lampe au xénon, 340 nm, 0.55 W / m², 102 minutes légères / 18 minutes de pulvérisation d'eau), 1000 cycles (équivalent à 5 années en plein air). La différence de couleur ΔE*ab de l’écorce bionique était 1.2, et la rétention de la résistance à la traction était 96%. La rétention du module de flexion des feuilles de palmier CFRP était 94%. Aucun farinage ni fissuration n’a été observé.

5.3 Températures extrêmes et cycles thermiques

Cent cycles entre -40°C et +60°C ont été réalisés (6 heures par cycle). La résistance aux chocs (Charpy encoche en V) de l'acier de construction a diminué de 52 J ceci 48 J (encore plus élevé que le 40 Exigence J). Aucun décollement ne s'est produit à l'interface écorce-acier. Aucune fragilisation des joints d’étanchéité n’a été constatée.

Vi. Transparence RF et compatibilité électromagnétique

6.1 Perte d'insertion et perte de retour

Dans une chambre anéchoïque, panneaux d'écorce bionique, Frondes CFRP, et des feuilles artificielles ont été placées devant une antenne cornet à gain standard (plage de fréquence 700 MHz- 3.8 GHz). Perte d'insertion (S21) et perte de retour (S11) ont été mesurés. Les résultats sont présentés dans le tableau ci-dessous:

Toutes les valeurs de perte d'insertion sont ci-dessous 0.6 db, satisfaisant aux exigences 3GPP pour les radômes. La perte de retour est meilleure que 15 db (VSWR < 1.43), indiquant une bonne adaptation d'impédance et aucune réflexion significative.

6.2 Évaluation de l'impact de la diffusion par trajets multiples

La tour d'arbre bionique a été placée dans un modèle réaliste de microcellule urbaine. Les simulations de lancer de rayons ont montré que l'étalement supplémentaire du retard des composants multitrajets provoqué par la structure de branche n'était que de 5 à 8 ns., ce qui n'a aucun impact négatif sur les performances de démodulation 5G NR. La distorsion du diagramme d'antenne était inférieure à 1.2 db.

Vii. Installation, Entretien, et tests de cycle de vie

7.1 Précision de l'installation sur site et tassement des fondations

Suivi du règlement des fondations (nivellement de précision) a été réalisée sur trois tours bioniques en service depuis 24 mois. Le règlement différentiel maximum était 4.2 mm, bien en dessous de la limite autorisée de 15 mm. L'écart de verticalité de la tour était de H/1500 (où H = hauteur de la tour), mieux que la limite de conception. La réinspection de la précharge des boulons a montré une dégradation maximale de 6.2%, sans relâchement.

7.2 Inspection de maintenance et durée de vie des pièces d'usure

Le compartiment équipement interne (Classé IP65) l'intérieur du coffre était ouvert; aucune pénétration de condensation ou de poussière n'a été trouvée. Les rayons de courbure des câbles répondent aux exigences. Après deux ans d'exposition au vent, les attaches de feuilles artificielles présentaient un taux de détachement inférieur à 0.3% par année. Il est recommandé de remplacer les joints d'étanchéité tous les 5 ans et réappliquez la couche de finition tous les 8 années (uniquement à des fins esthétiques).

VIII. Conclusion complète et recommandation de certification

Basé sur les tests systématiques décrits ci-dessus, le bionique & Les produits de la tour de communication en arbre camouflé excellent dans les aspects suivants:

• Sécurité structurelle: facteur de sécurité réel de 1,8 à 2,2, durée de vie en fatigue >100 années, supérieur aux tours conventionnelles.

• Performances aérodynamiques: réduction du coefficient de traînée jusqu'à 48%, risque extrêmement faible de résonance induite par un vortex.

• Efficacité du camouflage: OUI > 0.93, répondant aux exigences de dissimulation basées sur les drones et au niveau du sol.

• Durabilité: Indice de résistance à la corrosion C5‑M, pas de dégradation significative après 1000 heures de vieillissement UV.

• Transparence RF: perte d'insertion < 0.6 db, sans effet négatif sur la qualité de la couverture.

Classement recommandé: Cette série de produits convient aux zones urbaines sensibles, zones panoramiques côtières, réserves écologiques, et régions à vent fort, avec une durée de vie de plus de 25 années sans révision majeure. Il est recommandé que votre entreprise fasse référence à ce numéro de rapport dans les spécifications techniques et fournisse le résumé des données de test aux clients..

Signature du responsable du test: Dr. Hélène V. Marchetti
Signataire autorisé du laboratoire: ING. J. S. Bhaskar
Joint du corps d'essai: ICSL – Infrastructures & Laboratoire de structures de communication (accrédité par TÜV SÜD, CNAS L7890)