振动台试验(终极版).ppt

振动台试验主讲人：李习波、张迪目录一、前言二、常用振动台及特点三、组成及工作原理四、加载设计五、加载过程及试验方法六、观测设计及反应测量七、安全措施八、振动台试验实例模拟地震振动台可以很好地再现地震过程和进行人工地震波的试验；01它是在试验室中研究结构地震反应和破坏机理的最直接方法；这种设备还可用于研究结构动力特性、设备抗震性能以及检验结构抗震措施等内容；20世纪60年代以来，为进行结构的地震模拟试验，国内外先后建立起了一些大型的模拟地震振动台；在原子能反应堆、海洋结构工程、水工结构、桥梁等方面发挥重要作用。02030405一、前言前言常用振动台及特点组成及工作原理加载设计安全措施加载过程及试验方法观测设计及反应测量振动台试验实例目录二、常用振动台及特点logo常见的振动台分为四类：1、机械式振动台2、电磁式振动台3、电液式振动台4、电动式振动台振动台，又称振动激励器或振动发生器。一般包括振动台台体、监控系统和辅助设备等。它是一种利用电动、电液压、压电或其他原理获得机械振动的装置。机械式振动台机械式振动台是一种振动成型机械，适用于各种薄壁构件、杆件空心楼板、大型屋面板、梁、立柱等混凝土预制件的生产成型。01可分为不平衡重块式和凸轮式两类。01这种振动台可以产生正弦振动，其结构简单，成本低，但只能在约5Hz~100Hz的频率范围工作，最大位移为6mm峰-峤值，最大加速度约10g，不能进行随机振动，由于其性能的局限，今后用量会越来越少。01电磁式振动台具有电磁振动发生器的振动台。广泛适用于国防、航空、航天、通讯、电子、汽车、家电等行业。该类型设备用于发现早期故障，模拟实际工况考核和结构强度试验，产品应用范围广泛、适用面宽、试验效果显著、可靠。正弦波、调频、扫频、可程式、倍频、对数、最大加速度，调幅，时间控制，全功能电脑控制，简易定加速度/定振幅。精密型设计制造、体积小、超静音工作，机台底座采用优质材料，安装方便，运行平稳，无需安装地脚螺丝；控制电路数字化控制与显示频率，PID调节功能，使设备工作更为稳定、可靠；扫频及定频操作方式，适应不同行业测试要求；增加抗干扰电路，解决因强电磁场对控制电路干扰；增加工作时间设定器，使测试产品达到准确测试时间。电磁式振动台电磁激振器结构示意图电磁振动台组成系统图电液式振动台”工作方式：用小的电动振动台驱动可控制的伺服阀，通过油压使传动装置产生振动。这种振动台能产生很大的激振力和位移，而且在很低的频率下可得到很大的激振力。局限性：高频性能较差、上限工作频率低、波形失真较大。虽然可以做随机振动，但随机振动激振力的rms额定值只能为正弦额定值的1/3以下。这种振动台因其大推力、大位移可以弥补电动振动台的不足，在未来的振动试验中仍然发挥作用，尤其是在船舶和汽车行业会有一定市场。电液振动台工作原理是目前使用最广泛的一种振动设备。它的频率范围宽，小型振动台频率范围为0~10kHz，大型振动台频率范围为0~2kHz，动态范围宽，易于实现自动或手动控制；加速度波形良好，适合产生随机波；可得到很大的加速度。原理：是根据电磁感应原理设置的，当通电导体处的恒定磁场中将受到力的作用，半导体中通以交变电流时将产生振动。振动台的驱动线圈正式处在一个高磁感应强度的空隙中，当需要的振动信号从信号发生器或振动控制仪产生并经功率放大器放大后通到驱动线圈上，这时振动台就会产生需要的振动波形。组成部分：基本上由驱动线圈及运动部件、运动部件悬挂及导向装置、励磁及消磁单元、台体及支承装置。电动式振动台电动式振动台前言常用振动台及特点组成及工作原理加载设计安全措施加载过程及试验方法观测设计及反应测量振动台试验实例目录三、组成及工作原理模拟地震振动台示意图三、组成及工作原理logo1、振动台台体结构2、液压驱动和动力系统3、控制系统4、测试和分析系统振动台的控制方式分为：模拟控制：以位移控制为基础的PID和以位移、速度、加速度组成的三参量反馈控制方式。数控：主要采用开换迭代进行台面的地震波再现。组成及工作原理PID控制方式的振动台系统三参量控制方式的振动台系统地震模拟振动台加速度控制系统图振动台的三维地震模拟系统前言常用振动台及特点组成及工作原理加载设计安全措施加载过程及试验方法观测设计及反应测量振动台试验实例目录四、加载设计地震模拟振动台试验的加载设计是非常重要的，荷载选取过大，试件可能很快进人塑性阶段甚至破坏倒塌，难以完整地量测和观察到结构的弹性和弹塑性反应的全过程，甚至可能发生