[實用新型]一種適用于多點振動臺試驗模擬邊界的多向可調剛度彈簧

有效

• 申請號: 201820483939.1
• 申請日: 2018-04-08
• 公開（公告）號: CN207976264U
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 柳國環;高云起;黃偉緯
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01M7/06
• 分類號: G01M7/06
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

本實用新型提供了一種適用于多點振動臺試驗模擬邊界的多向可調剛度彈簧，包括剛度控制器、片狀環向彈簧和碟形彈簧；剛度控制器為筒狀結構，包括位于中部的控制軸、頂部、側壁以及位于底部并與控制軸固定連接的調節器，在剛度控制器頂部開設有出口，在側壁上也開設有狹長的出口，片狀環向彈簧和碟形彈簧一端置于剛度控制器內，分別連接到控制軸的側向及上部，另一端分別由剛度控制器的側壁以及頂部開設的出口穿出，環繞剛度控制器的側壁及剛度控制器頂上。本實用新型能夠同時調節彈簧的多向剛度，可以應用在多點地震動試驗進行人工邊界的模擬。

技術領域

本實用新型涉及彈簧技術領域，尤其是指一種適用于多點地震動試驗的多向剛度可調彈簧裝置。

背景技術

目前，有眾多的彈性剛度可調的彈簧裝置，但是大多都結構復雜，在實際工程應用過程中產生諸多不便。特別是針對地震動試驗，有采用橫、縱梁柔性連接的模型箱和改變彈簧工作長度的裝置等來調節剛度，但是普遍存在著裝置設計繁瑣，不具有通用性，而且只有單向剛度調節的功能。

在結構的抗震分析中，合理的確定地基的條件情況是確保試驗準確的前提?，F有的振動臺大多數是用來模擬地震動的多維一致激勵，而大跨結構的抗震分析是需要多點振動臺試驗進行模擬實際地震情況的。地震動輸入是通過在人工邊界上施加等效節點力實現的，對于人工邊界的處理又需要考慮地基的慣性和阻尼效應，因此需要改變地基的三維剛度情況，所以在多點振動臺試驗需要一種裝置簡單、能夠同時改變多向剛度的裝置，用于分布式的人工邊界模擬。

實用新型內容

本實用新型提供了一種適用于多點振動臺試驗模擬邊界的多向可調剛度彈簧，該裝置解決了彈簧多向彈性剛度可調的問題，通過旋轉所述剛度控制器底部的調節器，將部分片狀環向彈簧和部分碟形彈簧旋入并壓縮于剛度控制器內，從而改變剛度控制器外部彈簧剛度。技術方案如下：

一種多向可調剛度彈簧，包括剛度控制器、片狀環向彈簧和碟形彈簧；剛度控制器為筒狀結構，包括位于中部的控制軸、頂部、側壁以及位于底部并與控制軸固定連接的調節器，在剛度控制器頂部開設有出口，在側壁上也開設有狹長的出口，所述片狀環向彈簧和所述碟形彈簧一端置于所述剛度控制器內，分別連接到控制軸的側向及上部，另一端分別由所述剛度控制器的側壁以及頂部開設的出口穿出，環繞所述剛度控制器的側壁及所述剛度控制器頂上；通過旋轉剛度控制器底部的調節器，將部分片狀環向彈簧和部分碟形彈簧旋入并壓縮于剛度控制器內，從而改變剛度控制器外部彈簧剛度。

優選地，所述的剛度控制器包括環向剛度控制器、縱向剛度控制器和控制器合封蓋；所述縱向剛度控制器嵌套于所述環向剛度控制器內，并同軸固接于所述環向剛度控制器頂部；所述控制軸上端通過軸承與所述環向剛度控制器頂面中心連接，下端由所述控制器合封蓋上預留的控制口穿出；所述控制器合封蓋通過螺紋旋緊于所述環向剛度控制器下端。

所述縱向剛度控制器為上、下端開口的環箍結構，其內壁的上半部分設有與所述碟形彈簧充分咬合的螺紋，下半部分光滑，且所述縱向剛度控制器下半部分的內徑略小于上半部分的內徑。

所述環向剛度控制器為上端封閉、下端開口的筒狀結構，在所述環向剛度控制器的頂面和所述縱向剛度控制器接合處開有可供所述碟形彈簧穿出的控制口，下端外壁處留有螺紋；所述環向剛度控制器側壁留有可供所述片狀環向彈簧穿出的控制縫。

所述控制軸整體為圓柱體，位于所述縱向剛度控制器和所述控制器合封蓋部分段呈正六邊柱形；所述控制軸上端正六邊柱形套有圓盤；所述圓盤中心留有與所述控制軸上端六邊形段完全咬合的正六邊形孔，所述圓盤側壁留有與所述縱向剛度控制器上部完全咬合的螺紋。

所述控制器合封蓋包括有控制器底蓋；所述控制器底蓋和所述調節器中心都留有與所述控制軸下端六邊形段完全咬合的正六邊形孔；通過螺母旋緊在所述調節器側部固定孔及所述調節器端部鎖孔處。

所述片狀環向彈簧的內端部固接在所述控制軸的中部，繞所述控制軸旋轉；所述片狀環向彈簧通過所述環向剛度控制器側壁的控制縫穿出。