發(fā)布時間：2020-02-21 06:38

【摘要】：利用開發(fā)的全數(shù)控三自由強迫振動裝置,發(fā)展橋梁斷面18個顫振導(dǎo)數(shù)識別的三自由度強迫振動法。強迫振動裝置的驅(qū)動系統(tǒng)由伺服電機、數(shù)字驅(qū)動器和獨特的耦合運動機構(gòu)共同組成,實現(xiàn)由電腦調(diào)節(jié)振動頻率等參數(shù)及控制其各個自由度單獨或耦合運動;采用時域最小二乘識別算法,通過單自由度、豎向和扭轉(zhuǎn)兩自由耦合以及三自由度耦合三種運動方式分別對寬厚比為1/22.5的平板斷面以及兩種典型的橋梁斷面進行顫振導(dǎo)數(shù)識別。試驗結(jié)果表明,該方法識別的平板斷面顫振導(dǎo)數(shù)與Theodorsen理論值非常接近;橋梁斷面顫振導(dǎo)數(shù)曲線比較光滑,與阻力有關(guān)的顫振導(dǎo)數(shù)也具有良好的趨勢性,而且模型運動方式對橋梁斷面顫振導(dǎo)數(shù)的影響很小。
【圖文】：

維特性，本文開發(fā)了全新的完全數(shù)控的三自由度強迫振動裝置，通過光電編碼器直接得到每個自由度的振動位移信號，并基于該裝置和時域最小二乘識別算法發(fā)展了橋梁斷面18個顫振導(dǎo)數(shù)識別的三自由度強迫振動法。1三自由度強迫振動裝置的開發(fā)本文開發(fā)的三自由度強迫振動裝置每個自由度的運動均采用全數(shù)控伺服電機驅(qū)動，用于指令控制的數(shù)字伺服驅(qū)動器的分辨率為0．01Hz，具有很高的控制精度。裝置的機械傳動速比為1/10，試驗過程中節(jié)段模型通過測力天平與驅(qū)動裝置固結(jié)，且模型和天平做同步運動，裝置的運行與工作原理分別如圖1、圖2所示。該裝置通過巧妙的機械設(shè)計實現(xiàn)了豎向、側(cè)向和扭轉(zhuǎn)三個運動自由度的解耦和耦合，每個自由度可以單獨運動，也可以任意兩個自由度以及三個自由度耦合運動，共有7種運動形式;且每個自由度的運動都通過專門設(shè)計的機械正弦機構(gòu)實現(xiàn)了無理論運動誤差的正弦函數(shù)，其運動合成機構(gòu)的原理及部件圖分別如圖3、圖4所示。其中豎向與側(cè)向運動振幅從0～20mm間隔4mm分級可調(diào)，扭轉(zhuǎn)振幅從0～5度間隔1度分級可調(diào)，，模型運動的振幅調(diào)整通過改變正弦機構(gòu)上的行程滑塊在繞水平軸旋轉(zhuǎn)的錐齒輪上的偏心距來實現(xiàn)。針對上述驅(qū)動系統(tǒng)編寫了界面友好的參數(shù)控制軟件，可以通過輸入指令很方便地調(diào)節(jié)每個自由度的運動方式和振動頻率，其頻率可調(diào)范圍為0．1～3．0Hz，間隔0．01Hz。圖1機械傳動方案原理圖Fig．1Schemeofmechanicaltransmissionsystem圖2機械驅(qū)動系統(tǒng)工作原理圖Fig．2Schemeofworkingprincipleofmechanicaldrivesystem

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本文編號：2581553