本文關(guān)鍵詞：電磁式振動臺土動力試驗(yàn)技術(shù)研究

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【摘要】：地震模擬振動臺是一種普遍應(yīng)用于地震荷載下結(jié)構(gòu)物破壞機(jī)制、設(shè)備儀器檢定、抗震設(shè)計(jì)理論和災(zāi)變防控技術(shù)等方面試驗(yàn)研究的重要物理模擬手段,探索和發(fā)展新型振動臺設(shè)備及相關(guān)試驗(yàn)技術(shù)對提升我國科研技術(shù)能力和保障經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有重要價(jià)值。電液式驅(qū)動是目前地震模擬振動臺最廣泛使用的激振型式,但電磁式振動臺與之相比,具有響應(yīng)頻帶寬、持時(shí)能力長、占地面積小、維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn),對于解決土木工程領(lǐng)域高速發(fā)展態(tài)勢下出現(xiàn)的各類高頻振動形式、復(fù)雜荷載問題中更具研究價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義,是新一代振動臺發(fā)展的重要方向。因此,電磁式振動臺及相關(guān)試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展一直受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注和研究。本文以中國地震局工程力學(xué)研究所與美國ANCO公司聯(lián)合研發(fā)的一臺新型電磁式振動臺和土動力試驗(yàn)制模與測試技術(shù)客觀需求為背景,圍繞電磁式振動臺設(shè)計(jì)與性能評價(jià)方法、若干制模與測試技術(shù)展開了深入研究。本文主要完成工作包括:(1)綜述了地震模擬振動臺發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀;對比了不同激振形式優(yōu)缺點(diǎn);分析總結(jié)了目前土動力學(xué)試驗(yàn)技術(shù)研究內(nèi)容和發(fā)展水平,在對現(xiàn)有試驗(yàn)技術(shù)充分調(diào)研基礎(chǔ)上,指出了重點(diǎn)研究方向。(2)闡述了新式電磁式振動臺操控系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)和負(fù)載系統(tǒng)三部分結(jié)構(gòu)組成與伺服電機(jī)-搖桿-連桿聯(lián)合驅(qū)動的功能特點(diǎn);給出了數(shù)據(jù)采集、模型箱、輔助測試等方面設(shè)計(jì)要點(diǎn)和功能特色。(3)利用等加速度掃頻與功能曲線掃頻兩種測試方法,掌握和評價(jià)了電磁式振動臺基本性能;分別在振動臺額定工作頻率范圍和超限工作頻率范圍下,進(jìn)行了多條輸入地震波的篩選試驗(yàn),給出了該振動臺最優(yōu)輸入地震波。(4)自行設(shè)計(jì)與開發(fā)了一種砂雨法制樣裝置,采用標(biāo)定試驗(yàn)法分析了砂雨法制樣裝置基本性能;評價(jià)了關(guān)鍵控制要素對相對密度的影響規(guī)律;給出了該砂雨法裝置的正確使用方法和可靠性控制參數(shù),該制樣裝置可控最小穩(wěn)態(tài)相對密度干砂試樣為50%,飽和砂試樣為35%。(5)開展了干砂模型與飽和砂模型平行試驗(yàn),分析了地震模擬試驗(yàn)中經(jīng)常出現(xiàn)的加速度計(jì)偏移現(xiàn)象,建立了一種基于幾何位姿性態(tài)的修正方法,與幾種常用基于濾波的修正法進(jìn)行了對比,驗(yàn)證了該方法的合理性和可靠性。研究了箱體邊界效應(yīng)規(guī)律,對模型箱邊界效應(yīng)進(jìn)行了評價(jià)。
【學(xué)位授予單位】：中國地震局工程力學(xué)研究所
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU435

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本文編號：1223415