CN111323295A - 模拟在车辆荷载下透水路面结构振动的装置及试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种模拟在车辆荷载下透水路面结构振动的装置，包括固定架和电磁振动器，支承台上放置有模具，模具通过固定架固定在支承台上，在模具中放置有透水路面试件；电磁振动器包含永久性磁体、铁棒、交流电线圈和绝缘套筒，绝缘套筒固定在支撑台的正下方中心处，永久性磁体放置在绝缘套筒内，交流电线圈缠绕在铁棒上，将铁棒插入到绝缘套筒内，永久性磁体与铁棒之间为密闭空气，交流电线圈与控制器信号连接。本发明的一种模拟在车辆荷载下透水路面结构振动的装置及试验方法，通过模拟车辆在行驶过程中引起的透水路面的振动，能得到室外透水路面的真实服役情况，本发明结构简单，易于维护，模拟车辆振动的效果良好。
Description
技术领域
本发明涉及模拟在车辆荷载下透水路面结构振动的装置及试验方法，属于车辆振动领域。
背景技术
透水路面由于其有效的水文特性，如在洪水期间减少径流、推迟雨水进入下水道系统、改善地下水水质等，在小区、公园里得到了广泛的应用，然而，污染物的渗入会导致堵塞，堵塞现象是指透水道路投入使用后，各种外来颗粒堵塞道路进入透水路面，从而降低渗透系数，会使其在短时间使用后而无法正常工作，从而导致透水路面的透水性能变差，路面堵塞对透水路面的服役性能有较大影响，而现在还没有能模拟车辆荷载下透水路面结构振动的装置，目前所用的公路标准振动台模拟装置等只能对一般的公路如沥青、柏油路面进行试验，而具有很好应用前景的透水路面就不适用于该装置，一，透水路面的主要研究方向主要是透水性，这些装置没有防水性，不能进行路面渗透的模拟；二，这些装置大都以电机来模拟车辆荷载对路面的振动，电机在工作中产生的振动力会使电机产生松动，严重的会导致电机烧毁，电机在工作中产生的高温也会导致电机烧毁，此外，电机内部容易进入大量灰尘，引起轴承於堵，最后导致电机烧毁；因此，有必要设计一种模拟在车辆荷载下透水路面结构振动的装置，通过在室内试验模拟室外透水路面的车辆振动，研究车辆振动对透水路面服役时间的影响，在国家道路工程建设和维护上具有不错的应用前景。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种模拟在车辆荷载下透水路面结构振动的装置及试验方法，通过模拟车辆在行驶过程中引起的透水路面的振动，能得到室外透水路面的真实服役情况，本发明结构简单，易于维护，模拟车辆振动的效果良好。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明的模拟在车辆荷载下透水路面结构振动的装置，包括固定架和电磁振动器，所述固定架上通过弹簧安装有支承台，支承台上放置有模具，模具通过固定架固定在支承台上，在模具中放置有透水路面试件，电磁振动器位于支承台下方；所述电磁振动器包含永久性磁体、铁棒、交流电线圈和绝缘套筒，所述绝缘套筒固定在支撑台的正下方中心处，所述永久性磁体放置在绝缘套筒内，永久性磁体和绝缘套筒之间涂有凡士林，所述交流电线圈缠绕在铁棒上，将铁棒插入到绝缘套筒11内，所述铁棒的上端部圆盘的直径和绝缘套筒的内直径相同，所述永久性磁体与铁棒之间为密闭空气，交流电线圈与控制器信号连接；通过控制器控制交流电大小和频率，从而控制永久性磁体的振动幅度和振动频率，即模拟在车辆荷载下透水路面结构振动。
作为优选，所述透水路面试件采用多孔块体，试件的尺寸为200mm×200mm×70mm
作为优选，所述永久性磁体的直径为50mm，所述绝缘套筒的内直径为50mm,外直径为60mm。
作为优选，所述交流电线圈的AWG值为2，外径为6.54mm，截面积为33.62mm2，电阻值为0.53Ω/km。
一种基于上述的模拟在车辆荷载下透水路面结构振动的试验方法，包括如下步骤：
S1.调整装置成水平，将透水路面试件放置到模具里，保持水平，接着用固定架固定模具，旋紧调节螺栓；
S2.给装置连接上交流电源，通过控制器来控制交流电的大小和频率；
S3.交流电会改变磁场的方向，通过反复作用在永久性磁体上的吸力和斥力来产生振动，从而作用在透水路面试件上，交流电的周期就是振动的周期，由电流特性来模拟振动物理量。
有益效果：本发明的模拟在车辆荷载下透水路面结构振动的装置，通过模拟车辆在行驶过程中引起的透水路面的振动，能得到室外透水路面的真实服役情况，本发明结构简单，易于维护，模拟车辆振动的效果良好，本发明操作简单，在室内就能完成车辆振动下透水路面情况的检测，为透水路面的设计及维护提供试验支持。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1所示，一种模拟在车辆荷载下透水路面结构振动的装置，包括模具1、防水板2、主体3、透水路面试件4、固定架5、弹簧6、控制器7和电磁振动器，主要分为上部试验结构和下部支撑结构，该装置的特点是，利用永久性磁体8的振动，来模拟车辆在道路上的振动。
在本发明中，所述上部试验结构包括模具1、防水板2、固定架5、电磁振动器，所述模具1的尺寸为200mm×200mm×150mm，所述透水路面试件4为多孔材料，所述透水路面试件4固定在模具1内，模具1放置在支撑台中心处，在模具1的四周，隔一段距离后，设置防水板2，在支撑台的两侧各有两个调节螺栓，两根钢筋通过两端的调节螺栓将模具1固定在支撑台上，在支撑台的正下方中心处悬挂着电磁振动器，所述电磁振动器由永久性磁体8、铁棒10、交流电线圈9、绝缘套筒11组成，所述绝缘套筒11固定在支撑台的正下方中心处，所述永久性磁体8放置在绝缘套筒11内，永久性磁体8和绝缘套筒11之间涂有凡士林，所述交流电线圈9缠绕在铁棒10上，将铁棒10插入到绝缘套筒11内，所述铁棒10的上端部圆盘的直径和绝缘套筒11的内直径相同，所述永久性磁体8与铁棒10之间均为密闭空气12，所述下部支撑结构包括主体3、控制器7、弹簧6，所述主体3为钢框架，所述控制器7控制整个装置的开关机和交流电的大小频率，支撑台的下部四个角和主体3的四个角都焊接有支撑脚，在支撑脚上有弹簧6将上部试验结构和下部支撑结构连接起来。
所述透水路面试件4采用多孔块体，试件的尺寸为200mm×200mm×70mm。
所述永久性磁体8的直径为50mm，所述绝缘套筒11的内直径为50mm,外直径为60mm。
所述交流电线圈9的AWG值为2，外径为6.54mm，截面积为33.62mm2，电阻值为0.53Ω/km。
一种模拟在车辆荷载下透水路面结构振动的试验方法，基于上述试验装置进行，包括如下步骤：
S1.调整装置成水平，将透水路面试件4放置到模具1里，保持水平，接着用固定架5固定模具1，旋紧调节螺栓；
S2.给装置连接上交流电源，通过控制器7来控制交流电的大小和频率。
S3.当交流电通过电线来到电线圈9这里时，就会形成磁场，和铁棒10组成一个电磁铁，这个电磁铁带有磁性，通过改变交流电的大小来改变磁场的大小，进而改变振动幅度，通过改变交流电的频率来改变振动频率。
S4.交流电会改变磁场的方向，通过反复作用在永久性磁体8上的吸力和斥力来产生振动，从而作用在透水路面试件4上，交流电的周期就是振动的周期，由电流特性来模拟振动物理量。
综上，在一个振动周期内，永久性磁体8随着交流电进行特定频率的振动，通过控制器7来控制交流电的大小和频率，进而控制永久性磁体8的振动幅度和振动频率，即模拟在车辆荷载下透水路面结构振动，为透水路面的设计及维护提供试验支持。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种模拟在车辆荷载下透水路面结构振动的装置，其特征在于：包括固定架和电磁振动器，所述固定架上通过弹簧安装有支承台，支承台上放置有模具，模具通过固定架固定在支承台上，在模具中放置有透水路面试件，电磁振动器位于支承台下方；所述电磁振动器包含永久性磁体、铁棒、交流电线圈和绝缘套筒，所述绝缘套筒固定在支撑台的正下方中心处，所述永久性磁体放置在绝缘套筒内，永久性磁体和绝缘套筒之间涂有凡士林，所述交流电线圈缠绕在铁棒上，将铁棒插入到绝缘套筒内，所述铁棒的上端部圆盘的直径和绝缘套筒的内直径相同，所述永久性磁体与铁棒之间为密闭空气，交流电线圈与控制器信号连接；通过控制器控制交流电大小和频率，从而控制永久性磁体的振动幅度和振动频率，即模拟在车辆荷载下透水路面结构振动。
2.根据权利要求1所述的模拟在车辆荷载下透水路面结构振动的装置，其特征在于：所述透水路面试件采用多孔块体，试件的尺寸为200mm×200mm×70mm。
3.根据权利要求1所述的模拟在车辆荷载下透水路面结构振动的装置，其特征在于：所述永久性磁体的直径为50mm，所述绝缘套筒的内直径为50mm,外直径为60mm。
4.根据权利要求1所述的模拟在车辆荷载下透水路面结构振动的装置，其特征在于：所述交流电线圈的AWG值为2，外径为6.54mm，截面积为33.62mm2，电阻值为0.53Ω/km。
5.一种基于权利要求1至4任一项所述的模拟在车辆荷载下透水路面结构振动的试验方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1. 调整装置成水平，将透水路面试件放置到模具里，保持水平，接着用固定架固定模具，旋紧调节螺栓；
S2. 给装置连接上交流电源，通过控制器来控制交流电的大小和频率；
S3. 交流电会改变磁场的方向，通过反复作用在永久性磁体上的吸力和斥力来产生振动，从而作用在透水路面试件上，交流电的周期就是振动的周期，由电流特性来模拟振动物理量。
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