一种新型时变结构瞬时特征参数识别试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种新型时变结构瞬时特征参数识别试验装置，包括有一简支梁，该简支梁下端经支撑块支撑限位，所述简支梁上表面固设有第一烧杯，该第一烧杯经一软胶管与第二烧杯相通，且第二烧杯所在水平高度低于第一烧杯所在水平高度，沿简支梁延伸方向上均布有若干加速度传感器，通过虹吸原理对第一烧杯中的水进行排出或注入以实现对该位置质量线性改变的模拟；通过一力锤对简支梁上表面敲击模拟外部激励，简支梁结构不同位置质量的改变，结构的特征参数必将随之改变并呈现时变特性，该装置较好模拟了结构特定位置的质量改变过程，试验结构简单，具有可重复性，为结构参数识别以及结构损伤识别等理论应用研究提供基础。

【技术实现步骤摘要】
一种新型时变结构瞬时特征参数识别试验装置
本技术涉及一种新型时变结构瞬时特征参数识别试验装置。
技术介绍
我国从古至今都是桥梁大国，截至2017年底，我国公路桥梁数量已超过80万座，高铁桥梁累积长度超过1万公里。然而据统计分析约有四分之一以上的桥梁都存在结构性缺陷、不同程度的损伤和功能性失效的隐患，而其中的重要桥梁急需安全监测、评定和维修加固。桥梁结构的当前健康状态可用结构的模态参数和物理参数进行描述。刚度、质量、阻尼构成了结构的物理参数，决定了结构的动力学性质。频率、振型、阻尼比等构成了结构的模态参数，属于结构固有的振动特性，同时也是物理参数的函数。服役过程中结构的损伤必然引起结构物理参数的改变，而模态参数也会随之发生变化。因此，对结构进行健康监测、损伤识别研究都离不开参数识别工作。如何准确识别出这些参数，在健康监测和损伤评估领域中是至关重要的。另外，实际桥梁结构在各种外荷载作用下发生损伤通常是一个由轻微损伤到严重损伤的渐变过程，此过程中结构的特征参数无时无刻都在发生变化，呈现时变特征。
技术实现思路
鉴于现有技术的不足，本技术所要解决的技术问题是提供一种新型时变结构瞬时特征参数识别试验装置，不仅结构简单合理，而且为结构参数识别以及结构损伤识别等理论应用研究提供基础。为了解决上述技术问题，本技术的技术方案是：包括有一简支梁，该简支梁下端经支撑块支撑限位，所述简支梁上表面固设有第一烧杯，该第一烧杯经一软胶管与第二烧杯相通，且第二烧杯所在水平高度低于第一烧杯所在水平高度，沿简支梁延伸方向上均布有若干加速度传感器，通过一力锤对简支梁上表面敲击模拟外部激励。进一步的，所述支撑块设置有两块，分别固设在简支梁两端下方。进一步的，所述力锤上安装有敲击力传感器。进一步的，所述软胶管延伸至第一烧杯内底部，第一烧杯与第二烧杯内均盛装有水。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：1.通过将不同尺寸及盛水量的第一烧杯固定于不同位置，即可实现对不同位置以及不同质量改变程度工况的模拟；2.和传统装置相比，本装置不仅可以实现对时不变结构的模拟，也能实现对时变结构的模拟；3.利用虹吸原理根据软管两端的压强差实现液体的匀速排出或者匀速注入，从而实现质量的线性变化，最终达到对时变结构的模拟；4.试验所采用的外部激励由力锤提供，通过改变锤头的材质可以实现不同频响带宽的激振，并且通过力锤传感器可以得到每次锤击的激励大小；另外，可以通过改变敲击点位置实现不同位置的激振。下面结合附图和具体实施方式对本技术做进一步详细的说明。附图说明图1为本技术实施例构造示意图。图中：1-简支梁，2-支撑块，3-第一烧杯，4-软胶管，5-第二烧杯，6-加速度传感器。具体实施方式如图1所示，一种新型时变结构瞬时特征参数识别试验装置，包括有一简支梁1，该简支梁下端经支撑块2支撑限位，所述简支梁上表面固设有第一烧杯3，该第一烧杯经一软胶管4与第二烧杯5相通，且第二烧杯所在水平高度低于第一烧杯所在水平高度，以便通过虹吸原理检测相应的线性变化，沿简支梁延伸方向上均布有若干加速度传感器6，通过一力锤对简支梁上表面敲击模拟外部激励，并通过加速度传感器对试验过程的响应信号进行采集，从而进行下一步的参数识别分析。在本技术实施例中，所述支撑块设置有两块，分别固设在简支梁两端下方。在本技术实施例中，所述力锤上安装有敲击力传感器。在本技术实施例中，所述软胶管延伸至第一烧杯内底部，第一烧杯与第二烧杯内均盛装有水。本技术实施例的工作原理：首先将第一烧杯粘连在简支梁上表面，后往第一烧杯与第二烧杯中注水到预先设定值，之后用力锤对简支梁进行敲击并记录敲击力，使其发生振动，后将软胶管两端分别放入两烧杯中，基于虹吸原理根据两端液面的压强差对烧杯中的水进行匀速排出，待水面下降到某一刻度时抽出软管，终止虹吸过程，通过此过程可以实现对特定位置质量线性减少工况的模拟；同理，可以通过改变软管两端烧杯的高度实现对位置质量线性增加工况的模拟；随着该位置质量的改变，结构的特征参数也必将随之改变，因此可以利用此过程采集到的输入及输出响应最终实现时变结构的瞬时特征参数识别研究；通过控制变量，改变锤头的材质可以实现不同频响带宽的激振，并且通过力锤传感器可以得到每次锤击的激励大小；另外，可以通过改变敲击点位置实现不同位置的激振。本技术不局限于上述最佳实施方式，任何人在本技术的启示下都可以得出其他各种形式的新型时变结构瞬时特征参数识别试验装置。凡依本技术申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本技术的涵盖范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型时变结构瞬时特征参数识别试验装置，其特征在于：包括有一简支梁，该简支梁下端经支撑块支撑限位，所述简支梁上表面固设有第一烧杯，该第一烧杯经一软胶管与第二烧杯相通，且第二烧杯所在水平高度低于第一烧杯所在水平高度，沿简支梁延伸方向上均布有若干加速度传感器，通过一力锤对简支梁上表面敲击模拟外部激励。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型时变结构瞬时特征参数识别试验装置，其特征在于：包括有一简支梁，该简支梁下端经支撑块支撑限位，所述简支梁上表面固设有第一烧杯，该第一烧杯经一软胶管与第二烧杯相通，且第二烧杯所在水平高度低于第一烧杯所在水平高度，沿简支梁延伸方向上均布有若干加速度传感器，通过一力锤对简支梁上表面敲击模拟外部激励。


2.根据权利要求1所述的一种新型时变结构瞬时特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘景良，王思帆，俞安华，廖飞宇，盛叶，
申请(专利权)人：福建农林大学，
类型：新型
国别省市：福建;35