CN110108462A - 一种作动器随动控制的结构试验机减振方法 - Google Patents

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纪金豹
刘佳航
丁振
王晨光
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

本发明涉及一种作动器随动控制的结构试验机减振方法，属于减振控制领域。该减振方法是在受压试件周围布置一组作动器，在试验机加载时，使作动器与试件共同受力，随着试件受压产生压缩变形，适当控制作动器的位移量，在试件受压破坏时，作动器可以对试验机下横梁提供向上的支撑力，保障试验机所储存的荷载缓慢卸载，实现试验机的减振。本发明在大型结构试验机试验过程中通过控制作动器的位移，可以避免由于试件的脆性破坏所导致试验机与周边环境的振动问题。本发明具有不会分担试验机施加的荷载、可循环利用的优点。

Description

一种作动器随动控制的结构试验机减振方法
技术领域
本发明涉及一种作动器随动控制的结构试验机减振方法，适用于大型结构试验机在使用过程中因脆性试件破坏引起的机体振动与环境振动，属于减振控制领域。
背景技术
在建筑结构日趋大型化的今天，大型结构试验机在建筑领域的应用越来越广泛，已经成为了高校、科研单位必不可少的试验设备。大型结构试验机在使用过程中因脆性试件破坏所引发试验机与周围建筑物的振动尤其明显，强烈的振动会引起诸多问题，如损害试验机自身性能；危害试验机周边工作人员和建筑物的安全；大型足尺试件因试验过程中产生的强烈振动而不能完成；影响试验结果的准确性。国内外典型的大型结构试验机，通常采用在基础与机架上设置弹簧减振元件和粘滞阻尼器等方式进行减振。对于已建成的大型结构试验机，传统的隔振手段难以实施，且成本较高。因此在不改变试验机结构的情况下，实现减小试验过程中产生的振动，是结构试验技术发展的趋势。
作动器是实施振动主动控制的关键部件，是主动控制系统的重要环节。随着科技的发展，在传统流体作动器、气体作动器和电器作动器的基础上，研制除了伺服作动器、电流变流体作动器、压电陶瓷作动器、形状记忆合金作动器等。将作动器应用于大型结构试验机的减振，通过随动控制作动器高度，使作动器在混凝土试件破坏后提供支撑力，这种方法可以有效减小试验机振动，且能循环利用。
中国专利号CN201410001488.X，公开日2014年4月23日，发明创造的名称为一种安装有减振装置的大型结构试验机，该申请专利公开了一种在结构试验机的上、下横梁之间安装锁定装置的试验机。其不足之处在于，在试验机上、下横梁设置锁定装置，有一定减振效果，但减振范围较局限，试验机在脆性试件破坏时仍会存在振动现象，因此减振装置可设置在加载试件的周围。
本发明的优点在于作动器随动控制的结构试验机减振方法不会分担试验机施加的荷载、可充分利用、整体减振效果好，缺点在于作动器会占用一定的试验空间。
发明内容
为减小大型结构试验机在使用过程中产生的振动，本发明提出了一种作动器随动控制的结构试验机减振方法。
为实现上述目的，本发明的设计方案如下：一种作动器随动控制的结构试验机减振方法，作动器1与试件4布置在基础2与试验机下横梁3之间；将作器1布置在试件4的周围，采用对称布置，数量为2套或4套；力传感器5布置在试件4上端或下端。
其特征在于：所述的作动器随动控制的结构试验机减振方法，通过加载油缸驱动试验机下横梁3对试件4施加荷载，在试件4产生压缩变形的同时，随动控制作动器1的高度，在试件4受压破坏时，作动器1对试验机下横梁3提供向上的支撑力，保障试验机缓慢卸载，达到有效减小振动的目的。
本发明在大型结构试验机上附加作动器随动控制，这种方法不需要改变试验机的原有结构，具有不分担试验机加载、可重复利用等优势。
附图说明
图1是本发明提出的一种作动器随动控制的结构试验机减振方法示意图。
图2是本发明提出的一种作动器随动控制的结构试验机减振方法流程图。
图3是一种作动器立面示意图。
图中：1、作动器，2、基础，3、试验机下横梁，4、试件，5、力传感器，6、作动缸筒，7、作动活塞杆，8、端盖，9、传感器连接杆，10、拉压力传感器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步说明。
图1的试验系统包括有作动器1、基础2、试验机下横梁3、试件4、力传感器；其特征在于：作动器1与试件4放置于基础2与试验机下横梁3之间，力传感器5放置于试件4下端，组成一个试验系统；通过加载油缸驱动试验机下横梁3对试件4施加荷载，在试件4产生压缩变形的同时，随动控制作动器1的高度，在试件4受压破坏时，作动器1可以对试验机下横梁3提供向上的支撑力，保障试验机缓慢卸载，达到有效减小振动的目的。
所述的作动器1在试件4周围对称布置，其数量为2套或4套，作动器1与试件4布置在基础2与试验机下横梁3之间。
试件4所受的荷载可由力传感器5测量，力传感器5其特征在于可放置在试件4上端或下端。
作动器1其特征在于在上、下表面设置混凝土或钢材延长段，用以调整作动器的高度。

Claims (2)

1.一种作动器随动控制的结构试验机减振方法，作动器(1)与试件(4)布置在基础(2)与试验机下横梁(3)之间；将作动器(1)布置在试件(4)的周围，采用对称布置，数量为2套或4套；力传感器(5)布置在试件(4)上端或下端；
其特征在于：通过加载油缸驱动试验机下横梁(3)对试件(4)施加荷载，在试件(4)产生压缩变形的同时，随动控制作动器(1)的高度，在试件(4)受压破坏时，作动器(1)对试验机下横梁(3)提供向上的支撑力，保障试验机缓慢卸载，达到有效减小振动的目的。
2.根据权利要求1所述的一种作动器随动控制的结构试验机减振方法，其特征在于：
作动器(1)能够在上、下表面设置混凝土或钢材延长段，用以调整作动器的高度。
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