【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于桥梁风洞试验装置，具体涉及一种可以模拟桥梁刚性模型在竖弯和扭转耦合非线性刚度下大振幅自由振动风洞试验装置。
技术介绍
1、大跨桥梁结构轻柔、阻尼低，风敏感性强，有可能发生大振幅弯扭耦合非线性颤振。发生大幅颤振的桥梁结构几何刚度随位移变化，而且位移越大，几何刚度变化越大，即几何非线性客观存在。如果忽略这种几何非线性，可能明显影响大跨桥梁颤振性能试验精度。
2、传统桥梁主梁节段模型耦合自由振动试验，采用竖直的上下弹簧悬挂水平吊臂装置。当模型和吊臂产生扭转位移时，弹簧发生倾斜，造成装置产生几何非线性刚度。扭转刚度随扭转位移的增大而非线性降低、且受竖向位移的影响较弱，竖向刚度随扭转位移和竖向位移的变化基本可以忽略。
3、但是，传统试验装置并不适合用来开展刚度随位移发生变化的大振幅试验，其主要原因包括：（1）传统装置和实际桥梁的非线性刚度特性并不相符，例如对于缆索承重桥梁一阶正对称竖弯模态，实桥竖向刚度一般随竖直向下位移的增大而增大，随竖直向上位移的增大而减小，而传统试验装置竖向刚度基本不变。（2）吊臂扭转会...
【技术保护点】
1.一种模拟弯扭耦合非线性刚度的大振幅自由振动试验装置，其特征在于，所述的大振幅自由振动试验装置包括刚性模型(1)、刚性杆(2)、刚性吊臂(3)、第一轴承定滑轮(4)、第一线性拉伸弹簧(5)、第一轻质高强细绳(6)、第二轴承定滑轮(7)、第二线性拉伸弹簧(8)和第二轻质高强细绳(9)；
2.根据权利要求1所述的大振幅自由振动试验装置，其特征在于，所述的大振幅自由振动试验装置的几何非线性刚度与以下参数相关：刚性模型(1)的竖向位移和扭转位移，第一线性拉伸弹簧(5)和第二线性拉伸弹簧(8)的原长、初应变和刚度系数，刚性吊臂(3)的两个上吊点间距、两个下吊点间距...
【技术特征摘要】
1.一种模拟弯扭耦合非线性刚度的大振幅自由振动试验装置，其特征在于，所述的大振幅自由振动试验装置包括刚性模型(1)、刚性杆(2)、刚性吊臂(3)、第一轴承定滑轮(4)、第一线性拉伸弹簧(5)、第一轻质高强细绳(6)、第二轴承定滑轮(7)、第二线性拉伸弹簧(8)和第二轻质高强细绳(9)；
2.根据权利要求1所述的大振幅自由振动试验装置，其特征在于，所述的大振幅自由振动试验装置的几何非线性刚度与以下参数相关：刚性模型(1)的竖向位移和扭转位移，第一线性拉伸弹簧(5)和第二线性拉伸弹簧(8)的原长、初应变和刚度系数，刚性吊臂(3)的两个上吊点间距、两个下吊点间距、上下吊点高度差，两个第一轴承定滑轮(4)的间距及其与刚性吊臂(3)的上吊点的高度差，两个第二轴承定滑轮(7)的间距及其与刚性吊臂(3)的下吊点的高度差；第一轻质高强细绳(6)的初始倾斜角由第一轴承定滑轮(4)和刚性吊臂(3)的上吊点的空间位置决定，第二轻质高强细绳(9)的初始倾斜角由第二轴承定滑轮(7)和刚性吊臂(3)的下吊点的空间位置决定；通过增大第一轻质高强细绳(6)和第二轻质高强细绳(9)的初始倾斜角、降低第一线性拉伸弹簧(5)和第二线性拉伸弹簧(8)的初应变，提高刚度非线性程度。
3.根据权利要求1或2所述的大振幅自由振动试验装置，其特征在于，所述的第一轴承定滑轮(4)和第二轴承定滑轮(7)布设在风洞外部用于悬挂刚性模型(1)的刚架上，根据目标几何非线性刚度来调节空间位置，同时要保证在设计振幅内不与刚性吊臂(3)发生碰撞；对于竖向刚度随竖直向下...
【专利技术属性】
技术研发人员：许福友，王品卿，张明杰，韩艳，张占彪，黄萌菲，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：
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