一种结构自由振动的动-静剪力卸载起振装置制造方法及图纸

一种结构自由振动的动‑静剪力卸载起振装置，包括动‑静加载活塞、双向液压油缸、反力刚架、剪切T型构件、剪切凹型构件、拉拔销钉、拉拔器支座、电动快速拉拔器、拉拔器调节滑轨、拉拔器连杆、压力传感器、激光挠度仪、被测试件、可滑动支座、波形拾振器、动态数据采集仪、计算机及伺服液压泵；一种结构自由振动的动‑静剪力卸载起振装置的使用方法，包括以下步骤：步骤1，安装被测试件；步骤2，按着设计要求确定试验方式；步骤3，确定起振方式并进行实验；步骤4，整理实验数据，确定被测试件的剩余使用寿命。本实用新型专利技术通过采用瞬间剪力或位移卸载引起结构振动的原理，促使结构产生自由振动，提高了振动实验测试数据的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种结构自由振动的动-静剪力卸载起振装置
本技术属于结构实验
，涉及到结构自由振动的激发形式，特别是涉及一种结构自由振动的动-静剪力卸载起振装置，在加载过程中瞬间卸载剪力引起结构振动的起振装置。
技术介绍
为了对结构的振动挠度、振动频率、振动模态等数据进行实验分析，往往需要大型的实验室起振装置，而现有的起振设备往往是使结构按照一定频率产生受迫振动，而很难实现结构的自由振动，而结构的自由振动状态更能够真实准确的反映结构的力学指标及其健康状态。现有的实验设备很难真正的实现结构的自由振动，且也无法控制结构自由振动的初始力或初始位移。目前结构振动测试较常用的结构动态试验采集系统(MTS)，其使结构起振往往是通过采用大功率伺服泵站及动态加载作动器相结合实现的，其试验过程是试验试件首先受作动器控制产生固定波形的受迫振动，然后在将作动器的作动力快速撤出从而使结构产生在这一波形作用下的自由振动。采用这种加载方式进行振动试验，不仅设备价值昂贵(约千万元)，且使试样产生自由振动的应力及位移也受到很大的限制，不能完全反应试件自身的力学特性。因此，提出一种结构自由振动的动-静剪力卸载起振装置尤为重要。
技术实现思路
为了克服以上现有技术的不足，本技术提供了一种结构自由振动的动-静剪力卸载起振装置。本技术所采用的技术方案是采用瞬间剪力或位移卸载引起结构振动的原理，这种方法可瞬间释放作用在结构上力或位移促使结构产生自由振动。这种实验装置大大提高了结构振动实验测试数据的可靠性。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种结构自由振动的动-静剪力卸载起振装置，包括反力刚架、可滑动支座、剪切T型构件及剪切凹型构件，所述可滑动支座滑动安装于地面上，可滑动支座上表面设置有被测试件，被测试件外表面上安装有多个波形拾振器，波形拾振器输出端与动态数据采集仪输入端连接，动态数据采集仪输出端与计算机输入端相连，被测试件上表面中心处设置有剪切凹型构件，所述剪切凹型构件位于剪切T型构件的正下方，剪切凹型构件与剪切T型构件上对应设置剪切孔，且剪切T型构件开设有剪切孔部分伸入的剪切凹型构件的凹槽内，两者通过安装于剪切孔内的销钉相对固定，剪切凹型构件外表面对称安装有拉拔器支座，拉拔器支座上设置有电动快速拉拔器，所述反力刚架固定安装于地面上，反力刚架中心处安装有双向液压油缸，双向液压油缸的动-静加载活塞一端伸出反力刚架设置，另一端底部固定安装有压力传感器，双向液压油缸的进出油口分别通过管路与伺服液压泵连接，所述反力刚架上安装有两个拉拔器调节滑轨，两个拉拔器调节滑轨相对于双向液压油缸对称设置，拉拔器调节滑轨与电动快速拉拔器分别与拉拔器连杆两端铰接，所述反力支架上设置有激光挠度仪，激光挠度仪与被测试件对应设置。所述剪切孔为等直径剪切孔或锥形剪切孔，当剪切T型构件和剪切凹型构件上设置的剪切孔为等直径剪切孔时，两者通过安装于等直径剪切孔内的剪切销钉相对固定；当剪切T型构件和剪切凹型构件上设置的剪切孔为锥形剪切孔时，两者通过安装于锥形剪切孔内的拉拔销钉相对固定。一种结构自由振动的动-静剪力卸载起振装置的使用方法，包括以下步骤：步骤1：将被测试件安放于可滑动支座上，调整装置各个构件的位置，保证动-静加载活塞、压力传感器、剪切T型构件、剪切凹型构件及被测试件中心对正，并使剪切凹型构件与被测试件紧密贴合；步骤2：按照实验设计要求，进行静态加载实验、动态冲击加载实验或动-静组合加载实验；静态加载试验是指直接利用伺服液压泵向双向液压油缸内注入压力液体，由压力液体对动-静加载活塞施加静力，并依次通过剪切T型构件及剪切凹型构件传递至被测试件的加载方式；动态冲击加载是指利用重物冲击动-静加载活塞，使冲击荷载依次通过剪切T型构件及剪切凹型构件传递至被测试件的加载方式；动静组合加载试验是指采用静态加载与动态冲击加载联合作用于被测试件的加载方式；步骤3：确定起振方式并进行实验，当进行静态加载实验时：若采用剪力卸载方式起振，首先需根据起振荷载通过剪切应力计算公式计算确定剪切销钉的尺寸及数量；其次将确定尺寸和确定数量的剪切销钉穿入剪切T型构件和剪切凹型构件连通的等直径剪切孔内；最后启动伺服液压泵，动-静加载活塞在液压油的作用下向下移动压紧剪切T型构件，当加载力达到实验时的预定值时，剪切销钉将突然发生剪切破坏，此时剪切T型构件落入剪切凹型构件的凹槽中，加载力瞬间被卸载，从而引起被测试件的自由振动；通过波形拾振器将拾取的波形数据传递给动态数据采集仪，然后通过动态数据采集仪将数据传输至计算机；若采用固定挠度方式起振，首先根据起振的位移值通过剪切应力计算公式计算确定拉拔销钉的最小直径；其次将确定后的拉拔销钉穿入穿入剪切T型构件和剪切凹型构件连通的锥形剪切孔内，并使电动快速拉拔器的卡钳夹紧拉拔销钉的端部；最后，启动伺服液压泵，动-静加载活塞在液压油的作用下向下移动压紧剪切T型构件，当激光挠度仪检测到对被测试件加载至预定挠度时，启动电动快速拉拔器，拉拔器连杆沿着拉拔器调节滑轨向两端移动，迅速将拉拔销钉从剪切T型构件和剪切凹型构件中拔出，此时剪切T型构件落入剪切凹型构件的凹槽中，被测试件所受位移瞬间被卸载，从而引起被测试件的自由振动；通过波形拾振器将拾取的波形数据传递给动态数据采集仪，然后通过动态数据采集仪将数据传输至计算机；当进行动态冲击加载实验时：若采用剪力卸载方式起振，首先需根据起振荷载通过剪切应力计算公式计算确定剪切销钉的尺寸及数量；其次将确定尺寸和确定数量的剪切销钉穿入剪切T型构件和剪切凹型构件连通的等直径剪切孔内；最后通过重物瞬间下落冲击动-静加载活塞向下移动冲击剪切T型构件，剪切销钉将突然发生剪切破坏，此时剪切T型构件落入剪切凹型构件的凹槽中，加载力瞬间被卸载，从而引起被测试件的自由振动；通过波形拾振器将拾取的波形数据传递给动态数据采集仪，然后通过动态数据采集仪将数据传输至计算机；当采用动静组合加载试验时：若采用剪力卸载方式起振，首先需根据起振荷载通过剪切应力计算公式计算确定剪切销钉的尺寸及数量；其次将确定尺寸和确定数量的剪切销钉穿入剪切T型构件和剪切凹型构件连通的等直径剪切孔内；最后启动伺服液压泵，动-静加载活塞在液压油的作用下向下移动压紧剪切T型构件，到达预设静力值后，通过重物瞬间下落冲击动-静加载活塞，剪切销钉将突然发生剪切破坏，此时剪切T型构件落入剪切凹型构件的凹槽中，加载力瞬间被卸载，从而引起被测试件的自由振动；通过波形拾振器将拾取的波形数据传递给动态数据采集仪，然后通过动态数据采集仪将数据传输至计算机；若采用固定挠度方式起振，首先根据起振的位移值通过剪切应力计算公式计算确定拉拔销钉的最小直径；其次将确定后的拉拔销钉穿入穿入剪切T型构件和剪切凹型构件连通的锥形剪切孔内，并使电动快速拉拔器的卡钳夹紧拉拔销钉的端部；最后启动伺服液压泵，动-静加载活塞在液压油的作用下向下移动压紧剪切T型构件，到达预设挠度后，通过重物瞬间下落冲击动-静加载活塞向下移动冲击剪切T型构件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种结构自由振动的动-静剪力卸载起振装置，其特征在于，包括反力刚架、可滑动支座、剪切T型构件及剪切凹型构件，所述可滑动支座滑动安装于地面上，可滑动支座上表面设置有被测试件，被测试件外表面上安装有多个波形拾振器，波形拾振器输出端与动态数据采集仪输入端连接，动态数据采集仪输出端与计算机输入端相连，被测试件上表面中心处设置有剪切凹型构件，所述剪切凹型构件位于剪切T型构件的正下方，剪切凹型构件与剪切T型构件上对应设置剪切孔，且剪切T型构件开设有剪切孔部分伸入剪切凹型构件的凹槽内，两者通过安装于剪切孔内的销钉相对固定，剪切凹型构件外表面对称安装有拉拔器支座，拉拔器支座上设置有电动快速拉拔器，所述反力刚架固定安装于地面上，反力刚架中心处安装有双向液压油缸，双向液压油缸的动-静加载活塞一端伸出反力刚架设置，另一端底部固定安装有压力传感器，双向液压油缸的进出油口分别通过管路与伺服液压泵连接，所述反力刚架上安装有两个拉拔器调节滑轨，两个拉拔器调节滑轨相对于双向液压油缸对称设置，拉拔器调节滑轨与电动快速拉拔器分别与拉拔器连杆两端铰接，所述反力刚架上设置有激光挠度仪，激光挠度仪与被测试件对应设置。/n

【技术特征摘要】
1.一种结构自由振动的动-静剪力卸载起振装置，其特征在于，包括反力刚架、可滑动支座、剪切T型构件及剪切凹型构件，所述可滑动支座滑动安装于地面上，可滑动支座上表面设置有被测试件，被测试件外表面上安装有多个波形拾振器，波形拾振器输出端与动态数据采集仪输入端连接，动态数据采集仪输出端与计算机输入端相连，被测试件上表面中心处设置有剪切凹型构件，所述剪切凹型构件位于剪切T型构件的正下方，剪切凹型构件与剪切T型构件上对应设置剪切孔，且剪切T型构件开设有剪切孔部分伸入剪切凹型构件的凹槽内，两者通过安装于剪切孔内的销钉相对固定，剪切凹型构件外表面对称安装有拉拔器支座，拉拔器支座上设置有电动快速拉拔器，所述反力刚架固定安装于地面上，反力刚架中心处安装有双向液压油缸，双向液压油缸的动...

【专利技术属性】
技术研发人员：盖迪，苏长青，霍琳，王志，辛斌，赵芳芳，张剑伟，王天明，王欢，陈磊，胡泊，董立辉，
申请(专利权)人：沈阳航空航天大学，
类型：新型
国别省市：辽宁;21