[發(fā)明專利]內壓脈動機理研究的多功能試驗裝置

無效

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• 申請日: 2010-01-25
• 公開（公告）號: CN101762375A
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發(fā)明（設計）人: 余世策;俞海峰;胡志華;鄭延豐;蔣建群
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01M9/06
• 分類號: G01M9/06;G01L13/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本發(fā)明涉及結構風工程技術領域的試驗裝置，尤其是涉及一種內壓脈動機理研究的多功能試驗裝置。

背景技術

我國是風災頻發(fā)的國家，近些年來受風災影響造成大量房屋倒塌和人員傷亡。調查表明，臺風作用下房屋墻面開孔造成內壓驟然增大是造成房屋破壞的關鍵原因，當墻面開孔時在外界高氣壓作用下氣流貫入房屋內部使內部空氣壓縮，內部氣壓增大后氣流又從孔口涌出，如此往復形成一個非線性動力系統(tǒng)，可見對風致房屋內部壓力脈動的非線性動力學機理的研究是低矮房屋抗風災設計的基礎。國外學者Holmes對風致房屋內壓的動力學機理進行了理論和試驗研究，并借鑒赫姆霍茲共振理論提出了內壓響應的非線性方程，為深入研究內壓脈動機理奠定了基礎，遺憾的是Holmes所提出的非線性方程不能完全描述內壓脈動的復雜性，盡管此后不少學者提出了修正的方程，但至今仍未形成共識，特別是方程中的經(jīng)驗系數(shù)取值問題更是長期困擾著風工程界。產(chǎn)生這一現(xiàn)狀的原因是目前還沒有專門針對內壓脈動機理的試驗研究裝置，無法對影響內壓脈動的內部容積、開孔特征和外部壓力動力特性等因素進行系統(tǒng)研究。

發(fā)明內容

為了填補國內外關于內壓脈動機理系統(tǒng)試驗研究的空白，本發(fā)明的目的在于提供一種內壓脈動機理研究的多功能試驗裝置，使其能夠模擬多種內部容積、多種開孔特征和多種外部壓力特性情形下并對內壓和外壓的時程進行測定，從而為開展內壓脈動機理的研究提供依據(jù)。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：

兩個截面外徑相同、壁厚相同的大圓筒通過中間開有大方孔的圓檔板串聯(lián)成一體，兩個大圓筒側面分別安裝在弧形支座上，弧形支座底座安裝在底板上，第一個大圓筒內部安裝第一個大活塞，方桿的一端與第一大活塞垂直連接，另一端安裝在固定于底板的第一塔形支座上，第一大活塞與圓檔板間形成第一空腔，第二個大圓筒內部安裝第二個大活塞，方板的一端與第二個大活塞垂直連接，另一端安裝在固定于底板的第二塔形支座上，第二個大活塞與圓檔板間形成第二空腔，第二個大活塞沿大活塞滑動方向開設圓柱形的孔，一個外徑與孔直徑相同且長度大于第二個大活塞長度的小圓筒嵌入孔中，小圓筒中安裝長度大于小圓筒的小活塞，小活塞一端伸入第二空腔中，另一端與安裝在方板上的電磁激振器的激振頭相連，電磁激振器與功率放大器連接，第一大圓筒的第一空腔通過第一空心管與第一壓差傳感器的一個測壓孔連接，第二大圓筒的第二空腔通過第二空心管與第二壓差傳感器一個測壓孔連接，兩個壓差傳感器的另一個測壓孔間串聯(lián)連通同一個容器，容器上開有一個與大氣連通的小孔，兩個壓差傳感器分別與同一個信號采集儀連接。

所述的方桿上開有腰形槽用螺栓將腰形槽與第一塔形支座相連；所述的方板上分別開有腰形槽，分別用螺栓將各自的腰形槽與第二塔形支座相連。

所述的圓檔板中間的大方孔周圍設有連接孔。

所述的圓檔板兩側與兩個大圓筒連接處設有密封圈，所述的第二個大活塞與小圓筒連接處設有密封圈。

本發(fā)明具有的有益效果是：

本發(fā)明利用可控的活塞機械運動改變空氣體積來制造確定性的動態(tài)壓力，對具有可變內部容積和可變開孔特征的容器進行激勵，通過測定外部激勵壓力和內部響應壓力的特性來研究內壓脈動機理。該裝置能將影響內壓脈動的復雜因素進行分離，適用于進行內壓脈動機理的系統(tǒng)研究。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的主視圖。

圖2是圖1的A-A俯視圖。

圖3是圖1的B-B剖視圖。

圖4是圖1的C-C左視圖。

圖5是圖1的D-D右視圖。

圖中：1、大圓筒，2、弧形支座，3、底板，4、圓檔板，5、大方孔，6、大活塞，7、方桿，8、塔形支座，9、空腔，10、大活塞，11、方板，12、塔形支座，13、空腔，14、孔，15、小圓筒，16、小活塞，17、電磁激振器，18、功率放大器，19、容器，20、空心管，21、壓差傳感器，22、信號采集儀，23、腰形槽，24、螺栓，25、連接孔。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。