一种力控制加载、布局可变的垂向振动实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术的一种力控制加载、布局可变的垂向振动实验装置，包括：门式钢架，该门式钢架包括两个支撑立柱、顶部横梁、底部横梁和用于固定减震器的位于所述顶部横梁和底部横梁之间的承载平台；垂向振动板，通过结构弹簧可弹性垂直上下振动地设置在所述顶部横梁和底部横梁之间；加载弹簧，一端与所述垂直振动板相连，另一端用于连接电动振动加载台，所述加载弹簧用于对所述垂直振动板施加预定的外力；加速度传感器，设置在所述垂向振动板上，用于测量所述垂向振动板在加载振动受力的过程中的加速度；位移传感器，设置在所述垂向振动板和顶部横梁之间，用于测量所述垂向振动板在加载振动受力的过程中的位移值；可调节阻尼器，设置在所述垂向振动板和顶部横梁之间，用于调节和控制所述垂向振动板在加载振动受力的过程中的阻尼。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术的一种力控制加载、布局可变的垂向振动实验装置，包括：门式钢架，该门式钢架包括两个支撑立柱、顶部横梁、底部横梁和用于固定减震器的位于所述顶部横梁和底部横梁之间的承载平台；垂向振动板，通过结构弹簧可弹性垂直上下振动地设置在所述顶部横梁和底部横梁之间；加载弹簧，一端与所述垂直振动板相连，另一端用于连接电动振动加载台，所述加载弹簧用于对所述垂直振动板施加预定的外力；加速度传感器，设置在所述垂向振动板上，用于测量所述垂向振动板在加载振动受力的过程中的加速度；位移传感器，设置在所述垂向振动板和顶部横梁之间，用于测量所述垂向振动板在加载振动受力的过程中的位移值；可调节阻尼器，设置在所述垂向振动板和顶部横梁之间，用于调节和控制所述垂向振动板在加载振动受力的过程中的阻尼。【专利说明】一种カ控制加载、布局可变的垂向振动实验装置
本专利技术涉及一种カ控制加载、布局可变的垂向振动实验装置。
技术介绍
振动系统在海洋工程结构物、大型桥梁建筑、超大跨度建筑结构、以及航空航天卫星导弹发射、机械和仪器仪表中的运动部件等工程的实际问题中经常遇见。无论是优化现有系统，还是开展创新研究和设计，均需进行实验模拟。举例来说:目前石油开采正向海洋发展，海洋平台等结构物开始得到更多应用。但是这些结构物在恶劣海况下会产生明显的振动，威胁平台或管线的安全性和可靠性。对于大型桥梁建筑，当风荷载频率在一定范围内时，会激起桥梁结构较大的动カ响应，影响桥梁正常使用，甚至会造成结构破坏。其他大型结构也会发生类似有害的振动响应，为避免其影响结构物的正常功能、危害人员生命安全，在设计和分析时，一般均需开展一系列相关的振动实验。目前这种实验模拟通常在海洋工程水池或大型的结构实验室进行。然而这种实验装备数量较少，实验和测量耗费昂贵，并且这不便于在探索性研发过程中随时通过实验来发现新现象、开展原理性实验，也不便于对某些敏感參数的规律进行分析和优化设计。目前常见的垂向电动振动台只能实现加速度控制，但是研究上述这些工程结构振动的减振问题，需要较为准确的カ加载控制；而且，垂向电动振动台以及其他电磁加载装置的工作行程一般不大，不能满足结构大行程振动试验的要求；此外，对于某些减振装置，由于其布置有特殊要求，需要对实验装置进行灵活可变的多方式布局，目前还没有可以同时满足上述要求的实验装置。为此，迫切需要专利技术ー种通用方便、成本低廉，能够模拟任意给定外力荷载作用、布局方式可变、工作行程较大的垂向振动系统实验装置。
技术实现思路
针对现有技术存在问题，本专利技术的目的在于提供一种カ控制加载、布局可变的垂向振动实验装置，可以模拟在任意给定外部载荷作用下，以不同频率、不同振幅做较大幅度运动的工程振动系统。为实现上述目的，本专利技术的一种カ控制加载、布局可变的垂向振动实验装置包括:门式钢架，该门式钢架包括两个支撑立柱、顶部横梁、底部横梁和用于固定减震器的位于所述顶部横梁和底部横梁之间的承载平台；垂向振动板，通过结构弹簧可弾性垂直上下振动地设置在所述顶部横梁和底部横梁之间；加载弹簧，一端与所述垂直振动板相连，另一端用于连接电动振动加载台，所述加载弹簧用于对所述垂直振动板施加预定的外力；加速度传感器，设置在所述垂向振动板上，用于测量所述垂向振动板在加载振动受カ的过程中的加速度；位移传感器，设置在所述垂向振动板和顶部(或者底部)横梁之间，用于测量所述垂向振动板在加载振动受カ的过程中的位移值。优选地，所述结构弹簧为8根，包括4根设置在所述垂直振动板和顶部横梁之间的上结构弹簧和4根设置在所述垂直振动板和底部横梁之间的下结构弹簧。优选地，所述顶部横梁和上开设有上弹簧可调节连接端ロ，所述上结构弹簧通过顶部固定弹簧结构设置在所述上可调节连接端口上。优选地，所述底部横梁和上开设有下弹簧可调节连接端ロ，所述下结构弹簧通过底部固定弹簧结构设置在所述下可调节连接端ロ上。优选地，所述垂向振动板通过可调节的花篮螺丝连接件与所述下结构弹簧相连。优选地，所述加载弹簧为4根，对称设置在所述垂向振动板和电动加载台之间。优选地，所述加载弹簧为2根，对称设置在所述垂向振动板和电动加载台之间。优选地，所述加载弹簧为I根，设置在所述垂向振动板和电动加载台之间。优选地，在所述垂向振动板和顶部(或者底部)横梁之间设置有可调节阻尼装置。本专利技术通过设置可调式承力装置(包括固定弹簧顶部结构和可调螺杆)、可调节阻尼装置、弹簧设备(包括加载弹簧和结构弹簧)、固定钢架等部件，将上述各种组件通过加载弹簧与垂向电动振动台进行灵活组合，就形成ー种可实现多方式布局、可满足较宽频域振动试验的垂向振动系统通用实验装置。本专利技术实验装置适用性强、操作简单；使用、安装和拆卸都非常方便，而且造价和使用费用也很低廉。适用于海洋、土木、航空、航天、通讯、电子、汽车等行业。本专利技术由于采取以上技术方案，还具有以下优点:I)该装置可以根据实验要求实现多种方式加载，如中心单カ加载、侧边双力加载、四カ加载，甚至更多力点加载。以满足更准确地用实验来模拟真实荷载情況。2)该实验装置专门设计了针对特殊减振装置的承载平台，用于固定减震器，研究平台结构减振效果。根据不同的结构形式可以调节其位置，进行灵活可变的装配，实现多种方式布局。3)该实验装置可以在较宽的载荷频率范围内开展振动实验，垂向电动加载台的可调频率范围为:2?2500赫兹，能够满足大部分的模拟实验要求。4)该实验装置通过专门设计的可调式承力装置(包括固定弹簧顶部结构和可调螺杆)、可调节阻尼装置、固定钢架以及专用连接件等部件，并通过弹簧与振动结构平台相连，使得振动结构平台作为被试验对象，从而可以模拟任意给定外部载荷作用下，以不同频率、不同振幅进行较大幅值运动系统的动力响应。5)该实验装置克服了普通振动试验台缺少自身刚度的不足。利用与门式钢架连接的八根拉伸弹簧为振动结构増加了自身刚度；八根弹簧通过螺杆与支架相连，弹簧悬挂点随时可调，以保证各弹簧拉力大小相等。在各弹簧都保持拉伸状态下，振动平台可以做较大振幅的往复运动。本实验装置在调节刚度上容易、简便，只需通过更换不同刚度的弹簧，即可达到改变刚度的目的。6)使用该实验装置后，垂向振动试验可以在原模型与实验模型严格满足相似原理下进行实验。除了 5)中所述的平台刚度调节方式，振动结构平台重量可以通过増加质量块随时调节。结构的阻尼可以通过调节安装在结构上的阻尼装置来实现与实际结构的阻尼相似。7)加载设备可以根据实验需要进行更换，实验装置可以模拟在任意给定外部载荷作用下，以不同频率、不同振幅做大幅度运动的工程振动系统。对于不同加载装置的高度以及位置上的差异，可以利用固定钢架上的滑槽和螺杆将加载装置、弹簧以及振动试验台三者对中并调节到绝对竖直。8)该实验装置适用性强、易于拆装、便于根据不同研究需要灵活改装，可实现多种布置。装置上帯有位移传感器、カ传感器以及加速度传感器，对于结构运动系统中某些性能进行优化、评估时，本套装置相比于传统模拟装置更易于操作。9)实验装置主要是以标准エ字型钢和厚钢板为原料。在试验装置造价上，本振动试验台及其实验装置是远远低于传统大振幅运动模拟(如海洋工程水池)的，试验的运行成本与其相比也相当低廉。【专利附图】【附图说明】图1是垂向振动试验装置的第一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种力控制加载、布局可变的垂向振动实验装置，其特征在于，包括：门式钢架，该门式钢架包括两个支撑立柱、顶部横梁、底部横梁和用于固定减震器的位于所述顶部横梁和底部横梁之间的承载平台；垂向振动板，通过结构弹簧可弹性垂直上下振动地设置在所述顶部横梁和底部横梁之间；加载弹簧，一端与所述垂直振动板相连，另一端用于连接电动振动加载台，所述加载弹簧用于对所述垂直振动板施加预定的外力；加速度传感器，设置在所述垂向振动板上，用于测量所述垂向振动板在加载振动受力的过程中的加速度；位移传感器，设置在所述垂向振动板和顶部横梁之间，用于测量所述垂向振动板在加载振动受力的过程中的位移值。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾晓辉，张良，余杨，申仲翰，
申请(专利权)人：中国科学院力学研究所，
类型：发明
国别省市：