结构实验第4章-结构动载试验2013.ppt

4.2 动载试验仪器仪表 4.2.2动态信号测试的基本概念 4.2 动载试验仪器仪表 4.2.3结构动载试验中的传感器 惯性式传感器 电动式传感器 压电式传感器 其他传感器 电阻式加速度传感器 电涡流位移传感器 新型加速度传感器 4.2 动载试验仪器仪表 4.2.4结构动载试验加载设备与加载方法 1、电液伺服加载系统 2、激励锤（力锤）和激振器 力锤 电动激振器 离心式激振器 3、结构疲劳试验机 4、其他专用加载设备 4.2 动载试验仪器仪表 电液伺服系统动力性能 1、液压作动缸的负载能力 2、伺服控制器 3、数据采集和控制软件 4.2 动载试验仪器仪表 4.2 动载试验仪器仪表 4.3结构振动测试 4.3.4结构动力特性的测定 4.3结构振动测试 4.3结构振动测试 4.3.4.1结构动力特性测定的试验方法 4.3结构振动测试 4.3结构振动测试 加载方法的几个例子： 3）振型求取 4.4结构抗震试验 4.4.3 地震模拟振动台试验 4.4结构抗震试验 中国地震局工程力学研究所地震模拟振动台 4.4结构抗震试验 4.4结构抗震试验 九台阵系统 4.4结构抗震试验 重庆公路所台阵 4.4结构抗震试验 国家体育馆模型八台阵试验 4.4结构抗震试验 发展趋势 1．向多方面试验发展，包括土建、海港、水电、电讯、铁路、农业等部门均有应用，不仅进行结构物的试验，还进行各种机电产品、设备的试验、家庭用具试验、以及人体反应试验等等。 2．向多向、多自由度发展，因为地震是一个空间运动，在单向作用下有些设施、结构不一定能破坏，而在三向作用下才会重现地震的破坏。故要较真实再现地震破坏，必须相应的建造三向六自由度的地震模拟振动台。 3．向大型发展。日本已建成了世界上最大的15m×20m地震模拟振动台（上载1200吨）。那是适应核工业的发展需要。但是投资太大，日常维护费用高。 4．向多台的台阵发展。对长大结构可以利用少量投资即可进行地震试验。 5．向振动台和快速拟动力装置组合的混合试验发展，解决子结构的边界条件的模拟。 6．提高控制的自动化程度及控制精度，实现全数字控制。 4.4结构抗震试验 4.4结构抗震试验——拟动力试验 拟动力试验，其实质就是按照某种确定性的地震反应进行加载。 由于结构的恢复力模型未知，运动方程无法求解，故采用“边试验、边求解”的方法分步得到实测的结构恢复力模型，然后可完成整个试验加载过程。 加载设备可利用伪静力试验设备，但必须可联机控制加载，即计算机控制的电液伺服加载系统（包含数个作动器，即加载器） 4.4.4 拟动力试验 拟动力试验系统原理图 4.4结构抗震试验 计算机数值分析控制试验加载 4.4结构抗震试验 试验目的：用于混凝土结构、钢结构、砌体结构、组合结构等的模型在静力试验台座上模拟实施地震动力反应的抗震基本性能试验。 传力装置： 传力装置包括有反力地板、反力墙、加载架（包括门架和梁）等，视不同的试验还需附加其他的传力机构。 4.4结构抗震试验 基本实验设备 1．伺服液压往复作动器 2．液压千斤顶 3．液压源 4．控制系统 5．测量仪器 1）力测量系统； 2）应变测量系统； 3）位移测量系统； 4.4结构抗震试验 拟动力试验的加载设备一般由计算机、加载装置与加载控制系统等组成。 计算机是加载过程的控制和试验数据采集都由计算机来实现，同时对试验结构的其他反应参数，如应变、位移等进行演算和处理。 加载装置与加载控制系统其功能是根据该时刻由计算机传来的位移指令转换为电压信号输入，用于电液伺服系统，使加载器按指定指令工作。拟动力试验可采用与静力试验或拟静力试验一样的加载装置。 4.4结构抗震试验 试验步骤 （1）在计算机系统中输入地震加速度时程曲线，并按一定的时间间隔数字化。 （2）把各时刻的地震加速度值代入运动方程，解出时刻的地震反应位移值。 （3）由计算机控制电液伺服加载系统，将施加到结构上，实现这一步的地震反应。 （4）量测此时试验结构的反力，并代入运动方程，按地震反应过程的加速度进行时刻的位移的计算，量测试验结构反力。 （5）重复上述步骤，按输入时刻的地震加速度值，求解位移和结构反力，连续进行加载试验，直到试验结束。 输入地震波的加速度时程曲线 4.4结构抗震试验 试验例子及加载方法 4.4结构抗震试验 系