【技术实现步骤摘要】
用于海上风机桩基振动试验的水平循环加载系统及方法
本专利技术涉及一种用于海上风机桩基振动试验的水平循环加载系统及方法，属于海上风机桩基结构动力特性室内模型试验设备
技术介绍
风能是迄今为止人类开发和利用的最清洁、最环境友好且最具商业价值的能源之一，相比于陆上风能，海上风能具有资源储量大、高风速、低风切变、低湍流、噪音污染小和不占用耕地等优势；我国的风能总储量约32.26亿kW，可开发风能约10亿kW，其中海上风能7.5亿kW。海上风电资源的大力开发在一定程度上降低了我国化石能源的消耗，改善了能源结构和生态环境，有利于我国早日实现经济和社会的健康可持续性发展。海上风机的整体稳定性主要依靠其支撑基础维持，大直径单桩是实际工程中应用最为广泛的海上风机基础形式，因此对桩基结构动力特性的研究一直备受关注。原位试验和室内试验是主要的试验研究方法，室内试验以其周期短、试验投入低、易于操作、干扰因素少等优点，成为研究海上风机桩基结构动力特性过程中不可或缺的手段。在以往研究中，循环荷载一般通过外加激振器或者以齿轮结构为主的循环加载装置施加。通过外加激振器施加循环荷载的方法...
【技术保护点】
1.一种用于海上风机桩基振动试验的水平循环加载系统，其特征在于：包括用于设定初始水平循环荷载施加值的水平循环加载模块、采集桩身实时角位移的桩身角位移监测模块、进行角度信号处理和实时校正的角度转换及校正模块和对水平循环荷载进行实时修正的循环荷载幅值控制模块；其中，前述的水平循环加载模块和循环荷载幅值控制模块由下至上搭载布设在支撑框架内，支撑框架靠近水平循环加载模块的外底面刚性连接多直径桩基套筒。
【技术特征摘要】
1.一种用于海上风机桩基振动试验的水平循环加载系统，其特征在于：包括用于设定初始水平循环荷载施加值的水平循环加载模块、采集桩身实时角位移的桩身角位移监测模块、进行角度信号处理和实时校正的角度转换及校正模块和对水平循环荷载进行实时修正的循环荷载幅值控制模块；其中，前述的水平循环加载模块和循环荷载幅值控制模块由下至上搭载布设在支撑框架内，支撑框架靠近水平循环加载模块的外底面刚性连接多直径桩基套筒。2.根据权利要求1所述的用于海上风机桩基振动试验的水平循环加载系统，其特征在于：前述的水平循环加载模块包括施力齿轮副，前述的施力齿轮副包括位于同一水平面上的相互啮合的主动施力齿轮和被动施力齿轮，主动施力齿轮通过滚珠轴承可旋转套设在主动轴上，被动施力齿轮通过滚珠轴承可旋转套设在从动轴上，其中，主动施力齿轮、被动施力齿轮的底部布设分别套设在主动轴、从动轴上的轴套，由轴套提供支撑；还包括传动齿轮，其与主动施力齿轮咬合，传动齿轮的底面设置固定在支撑框架底部的微型电机，数显电机调速器与微型电机相连；在主动施力齿轮和被动施力齿轮的表面均开设四个滑槽，相邻的两个滑槽之间呈90度角布设，在主动施力齿轮的其中一个滑槽内可移动连接质量块，在被动施力齿轮与主动施力齿轮对称的滑槽内同样可移动连接一个质量块；前述的循环荷载幅值控制模块包括控制齿轮组，其包括主控制齿轮和副控制齿轮，还包括同时与主控制齿轮、副控制齿轮啮合的传动控制齿轮，其中，主控制齿轮与主动轴刚性连接，副控制齿轮与从动轴刚性连接，传动控制齿轮通过安装固定在支撑框架顶部的步进电机进行驱动；还包括两根细绳，其中一根细绳的一端缠绕在主动轴上，其另一端连接在主动施力齿轮表面的质量块上，另一根细绳的一端缠绕在从动轴上，其另一端连接在被动施力齿轮表面的质量块上；前述的桩身角位移监测模块包括陀螺仪传感器，其安装在多直径桩基套筒外表面，且使陀螺仪传感器的敏感轴垂直于桩身转动平面，陀螺仪传感器同时与控制端相连；前述的角度转换及校正模块包括与陀螺仪传感器双向连接的单片机和固定安装在外部支架上的PCB板，单片机的输出端与步进电机的输入端相连，单片机和霍尔开关器件同时电气连接于PCB板上，还包括固定安装在支撑框架顶面的永磁体，永磁体与霍尔开关器件相对设置。3.根据权利要求2所述的用于海上风机桩基振动试验的水平循环加载系统，其特征在于：在主动轴、从动轴与质量块等高的位置处分别开设凹槽，一根细绳的一端缠绕在主动轴的凹...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵家林，管大为，李嘉隆，张继生，钱方舒，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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