基于振动台-作动器联合多自由度加载实时混合试验方法技术

基于振动台

【技术实现步骤摘要】
基于振动台
‑
作动器联合多自由度加载实时混合试验方法


[0001]本专利技术涉及实时混合试验


技术介绍

[0002]实时混合试验是当前大型结构震动测试中最为前沿的试验方法之一。与传统的拟动力试验相比，实时混合试验更加直观且真实地再现了整体结构的一部分在真实动力荷载下的响应，因此，在模型精度及边界重现程度相同的情况下，实时混合试验结果往往比传统拟动力试验结果更加令人信服。为了保证对动力子结构试验加载的有效性，将振动台作为加载装置或加载装置的一部分，开展的子结构试验被称为振动台子结构试验。常规的振动台子结构试验一般将结构上部构件划分为试验子结构，用振动台模拟下部构件对其的作用，该优点在于试验加载设备简单。
[0003]然而，对于类似走线架的横向层间剪切模型来说，并没有传统意义上的上下之分，而是在水平向上左右划分结构，在这类试验中，将试验子结构的一侧锚固在振动台上加载地震波，另一侧还需要作动器模拟数值子结构对其的作用。
[0004]因此，存在现有的震动测试中实时混合试验方法的适用性差；而在一般试验中需克服以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于振动台
‑
作动器联合多自由度加载实时混合试验方法，其特征在于，该方法包括：S1、将试验整体结构沿长度方向行依次划分成上部数值子结构、试验子结构和下部数值子结构后，建立上部数值子结构、试验子结构和下部数值子结构的模型，分别为上部数值模型、试验子结构模型和下部数值模型；试验子结构放置在振动台；S2、设置初始时刻i＝1时，试验子结构的实际恢复力R1＝0，试验子结构的修正后的恢复力R'1＝0，作动器的伸长量为0；S3、在第i+1时刻，将i时刻试验子结构修正后的恢复力R'1和当前第i+1时刻地震波产生的力共同作用在上、下部数值模型分别所对应的运动方程上，获得上、下交界面的运动量，通过非线性变换对上交界面的运动量进行处理，获得作动器的目标伸长量，同时还对作动器进行时滞补偿；i为整数，其中，上、下交界面的运动量均包括水平面内的位移量和转角，上交界面为上部数值子结构与试验子结构间的交界面，下交界面为下部数值子结构与试验子结构间的交界面；S4、滑动模态控制器根据作动器的目标伸长量生成对作动器进行驱动控制的目标位移指令，还根据下交界面的运动量生成对振动台进行驱动控制的震动位移指令，作动器和振动台接收到指令后，共同对试验子结构进行驱动使试验子结构产生移动，此时，采集作动器和振动台的出力，并将作动器和振动台出力合力的反力，作为当前i+1时刻试验子结构的实际恢复力R
i+1
；S5、通过力修正策略结合试验子结构模型及试验子结构的真实位移，来修正恢复力R
i+1
，获得修正后的恢复力R
′
i+1
；S6、令i＝i+1，重复执行步骤S3和S5，逐步积分求解，直至地震波消失，完成试验。2.根据权利要求1所述的基于振动台
‑
作动器联合多自由度加载实时混合试验方法，其特征在于，S2中、上交界面的运动量为(dx
i+1
,dy
i+1
,θ
i+1
)，下交界面的运动量为(dx
′
i+1
,dy
′
i+1
,θ
′
i+1
)，其中，dx
i+1
为第i+1时刻上交界面在水平面内x方向的位移量；dy
i+1
为第i+1时刻上交界面在水平面内y方向的位移量；θ
i+1
为第i+1时刻上交界面的转角；dx
′
i+1
为第i+1时刻下交界面在水平面内x方向的位移量；dy
′
i+1
为第i+1时刻下交界面在水平面内y方向的位移量；θ
′
i+1
为第i+1时刻下交界面的转角。3.根据权利要求2所述的基于振动台
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作动器联合多自由度加载实时混合试验方法，其特征在于，该试验方法采用4个作动器实现的，4个作动器的设置高度一致；其中，作动器ChA和作动器ChB分别设置在与试验子结构第一个侧面水平方向三等分点的相对应处，作动器ChC和作动器ChD分别设置在与试验子结构第二个侧面水平方向三等分点的相对应处，且作动器ChA和作动器ChB所对应侧面与作动器ChC和作动器ChD所对应的侧面相邻；当试验方法采用4个作动器实现时，对应的通过试验子结构上的4个位移传感器所采集的真实位移分量Δl1、Δl2、Δl3和Δl4，从而获得试验子结构的真实位移；其中，Δl1为4个位移传感器中位移传感器LVDT1的真实位移分量；
Δl2为4个位移传感器中位移传感器LVDT2的真实位移分量；Δl3为4个位移传感器中位移传感器LVDT3的真实位移分量；Δl4为4个位移传感器中位移传感器LVDT4的真实位移分量。4.根据权利要求3所述的基于振动台
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作动器联合多自由度加载实时混合试验方法，其特征在于，试验子结构上的4个位移传感器的设置位置为：将4个位移传感器划分为两组，其中，位移传感器LVDT1和位移传感器LVDT2作为一组，位移传感器LVDT3和位移传感器LVDT4作为另一组，两组位移传感器分别设置在试验子结构的第三和第四侧面上，且位移传感器LVDT1和位移传感器LVDT2分别与作动器ChA和作动器ChB相对设置，位移传感器LVDT3和位移传感器LVDT4分别与作动器ChC和作动器ChD相对设置。5.根据权利要求3所述的基于振动台
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作动器联合多自由度加载实时混合试验方法，其特征在于，步骤S5中、试验子结构的真实位移包括试验子结构相对于地面坐标系内x方向的真实位移d
x
″
和试验子结构相对于地面坐标系内y方向的真实位移d...

【专利技术属性】
技术研发人员：许国山，郑力畅，姜禹彤，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
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